基于拍頻測量溫度和旋光角的方法研究.pdf

1、拍頻技術(shù)是一種測量不易受系統(tǒng)損耗和光源波動影響的光纖傳感測量系統(tǒng)解調(diào)方案，通過光纖光柵、摻鉺光纖、錯位光纖、磁光光纖和環(huán)形器組成光纖激光諧振腔產(chǎn)生激光拍頻，利用激光拍頻理論，光信號在光纖諧振腔中多次循環(huán)放大溢出，通過頻譜分析儀記錄、測量數(shù)據(jù)并利用數(shù)字信號處理模塊對數(shù)據(jù)進行快速處理，同時可進行計算校準，提高了測量精度，用光纖環(huán)形器代替反射鏡，避免了由反射鏡帶來的光信號損耗對光纖諧振腔的影響，錯位光纖對環(huán)境溫度改變靈敏度高，系統(tǒng)結(jié)構(gòu)簡單、體

2、積小巧，可以實現(xiàn)對不同環(huán)境溫度的精確測量，利用光纖偏振特性的雙折射，其具有的高靈敏度，使旋光角的測量精確度更高，利用磁光光纖具有較強磁光效應、靈敏度高、抗干擾性強和高絕緣的優(yōu)點，大大降低光路搭建的成本，系統(tǒng)結(jié)構(gòu)簡單，可以實現(xiàn)對不同電流下旋光角的精確測量，測量過程簡單，方便迅速，有效克服了傳統(tǒng)溫度測量方法中存在的繁瑣流程。
　　本文在進行了激光拍頻、光干涉、旋光性、法拉第效應的理論分析基礎(chǔ)上，提出了兩種基于拍頻技術(shù)的分別測量溫度和旋

3、光角的光纖光路結(jié)構(gòu)方法，利用錯位光纖傳感拍頻實現(xiàn)了溫度測量，利用磁光光纖傳感拍頻實現(xiàn)了對旋光角的測量。分析了不同溫度和不同磁場下輸出的激光拍頻變化量，研究得到溫度和旋光傳感系統(tǒng)的性能。測溫實驗結(jié)果表明在溫度變化為20℃到100℃范圍內(nèi)，拍頻變化量的溫度靈敏度為-39.125kHz/℃，拍頻隨溫度增加而線性減小，其線性擬合度為0.99407。室溫條件下電流為5A時，旋光測量輸出拍頻為13.375MHz，同時仿真結(jié)果表明，在旋光角變化為0°