低相干光纖微分干涉非接觸振動(dòng)測(cè)量及應(yīng)用研究.pdf

1、隨著科學(xué)技術(shù)和現(xiàn)代工業(yè)的發(fā)展，振動(dòng)測(cè)量技術(shù)在氣體泄漏檢測(cè)、航空發(fā)動(dòng)機(jī)振動(dòng)模態(tài)分析、橋梁等建筑物安全監(jiān)測(cè)以及MEMS精密制造等領(lǐng)域的需求日益迫切。振動(dòng)測(cè)量技術(shù)可分為機(jī)械式、電氣式和光學(xué)式三大類，而光學(xué)測(cè)振技術(shù)以其精度高、電氣絕緣、抗干擾強(qiáng)、頻率范圍廣等優(yōu)點(diǎn)，成為振動(dòng)測(cè)量的重要發(fā)展方向。隨著低損耗光纖的問(wèn)世和新型光纖器件制作技術(shù)的不斷成熟，出現(xiàn)了高性能的光纖振動(dòng)傳感器。低相干光纖微分干涉儀以其可測(cè)量絕對(duì)幅值，抗干擾能力強(qiáng)，無(wú)需機(jī)械調(diào)整，光程

2、差自動(dòng)匹配等優(yōu)點(diǎn)，可用于速度、振動(dòng)等多種參數(shù)的絕對(duì)值檢測(cè)。
　　本文首先概述了光纖振動(dòng)傳感器的研究背景、研究意義，介紹了低相干微分干涉的特點(diǎn)及國(guó)內(nèi)外的研究進(jìn)展，與其他測(cè)振方法相比，低相干測(cè)量技術(shù)是一種高靈敏度和高精度的測(cè)振方法，在光電測(cè)量領(lǐng)域應(yīng)用廣泛。
　　其次，從白光干涉理論出發(fā)，深入研究了低相干微分干涉的原理及特性;介紹了幾種常用干涉信號(hào)解調(diào)方法:經(jīng)典外差相位解調(diào)法、無(wú)源零差正交解調(diào)法和相位生成載波零差法等，分析了它們的

3、工作條件及優(yōu)缺點(diǎn)，著重介紹了基于3 x3耦合器的無(wú)源解調(diào)算法。提出了一種基于低相干光纖微分干涉非接觸測(cè)振的方法，采用了馬赫-澤德?tīng)柡唾惛窦{克混合干涉儀結(jié)構(gòu)，結(jié)合三路探測(cè)無(wú)源解調(diào)方法進(jìn)行干涉信號(hào)的解調(diào)。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，低相干光纖微分干涉可以實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)距離絕對(duì)幅值的測(cè)量，測(cè)量結(jié)果具有良好的線性度和頻率響應(yīng)度，同時(shí)兼具很高的測(cè)量精度和4.34pm～2.43mm的超高動(dòng)態(tài)范圍。
　　最后開(kāi)展了氣體泄漏振動(dòng)測(cè)量研究，利用ANSYS FLUENT有