光纤光栅传感及解调技术的研究
文献类型：学位论文
| 作者 | 阳莎 |
| 学位类别 | 硕士 |
| 答辩日期 | 2006 |
| 授予单位 | 中国科学院上海光学精密机械研究所 |
| 导师 | 瞿荣辉 |
| 关键词 | 光纤传感器 解调 光纤光栅 马赫曾德干涉仪 |
| 中文摘要 | 光纤传感技术是20世纪70年代中期随着光纤及通信技术的发展而逐步发展起来的一门崭新技术。在光纤通信的基础上，光纤传感在20世纪90年代迎来了重要的发展契机，取得了巨大的成就。光纤光栅传感器作为光纤传感的一大分支，具备普通光纤传感器所不具有的不受光强波动影响、自参考的绝对测量、便于单光源波分复用和光集成四大优点，因此成为当前国内外的一个研究热点。 本论文针对光纤传感技术中的几个关键问题进行了研究，其主要内容包括以下几个方面： 分析了一种基于扫描FP和非平衡马赫曾德干涉仪的光纤光栅传感系统的解调方法，这种解调方法相对于光谱仪来说具有明显的优势，如高灵敏度，低成本等优点。针对这种方法设计出的解调仪所存在的问题，提出了解决方案。作为解调系统的关键部分，2×2和3×3耦合器组成的马赫曾德干涉仪对外界因素，如温度的变化和机械振动等比较敏感。这种敏感特性将造成信号解调的稳定性问题，也即零点漂移问题。根据分析，在实验中将两根不同温度系数的光纤光栅接入解调仪组成相位补偿模块。加入相位补偿模块后，比较了相位补偿前后信号解调的区别，凸现了相位补偿的良好效果。同时，通过利用1×2光开关的开关特性，在解调仪内增加了自检的功能。这种改动可以使每次使用时先通过自检获取解调仪的参数，以便在信号解调时能够保证信号解调的准确性。 在外场实验中，我们在东海大桥的塔梁结合处的桥箱里安装了包含有五个光纤光栅应变传感器和三个温度传感器的远程传感网络。通过上述的解调仪，监测了大桥塔梁结合处的应力变化情况，记录了不同载荷情况下传感器信号的变化数据。外场实验显示光纤光栅传感网络和解调方法是可行的。 金属腐蚀的问题是国民工程中的一项重大问题。本论文提出了一种基于光纤光栅的金属腐蚀传感器。该器件由光纤光栅、有预应力的钢弹簧和一些机械部件组合而成。该器件被放入盐酸气氛中进行加速腐蚀实验达50天，每天监测并记录光纤光栅峰值波长的变化。实验证明了该传感器在实际应用中的可行性。光纤光栅的温度效应，器件中的摩擦力及其他影响其实用性的因素也在文中得到了讨论。 提出和演示了一种通过电弧放电方法在光纤中做出的新型结构的长周期光纤光栅。通过脉冲控制电路改变电弧放电的时间，可以制作不同结构的长周期光纤光栅，包括具有周期性凸起结构的长周期光纤光栅。这种方法提供了一种制作新特性长周期光纤光栅的可能性。 |
| 语种 | 中文 |
| 源URL | [http://ir.siom.ac.cn/handle/181231/16510]  |
| 专题 | 上海光学精密机械研究所_学位论文 |
| 推荐引用方式 GB/T 7714 | 阳莎. 光纤光栅传感及解调技术的研究[D]. 中国科学院上海光学精密机械研究所. 2006. |
入库方式： OAI收割
来源：上海光学精密机械研究所
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