新型光纤光栅加速度传感器的研究

来源 :厦门大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:jeaceinter
下载到本地 , 更方便阅读
声明 : 本文档内容版权归属内容提供方 , 如果您对本文有版权争议 , 可与客服联系进行内容授权或下架
论文部分内容阅读
随着光纤通信技术和光纤传感技术的迅猛发展,许多新兴技术被应用于传统工业当中。近年来,基于光纤技术的加速度传感器研究越来越受到专家学者的重视。与传统加速度计相比,光纤加速度传感器具有其独特的优点,主要包括:抗电磁干扰、体积小,质量轻、动态范围大、高灵敏度和分辨率、易于植入材料内部,易于形成传感网络和远距离传输。目前在已报道的文献中,光纤加速度传感器主要有以下几种类型:强度调制型、相位调制型、波长调制型、偏振调制型。本文的主要工作是对D型光纤Bragg光栅(D-FBG)和长周期光纤光栅(LPFG)的弯曲特性进行研究,在此基础上完成基于光纤光栅加速度传感器研究的实验与分析。D型光纤由于其结构的非圆对称性,弯曲会改变D-FBG的中心波长。本文对D型光纤的模场分布、双折射效应进行了仿真;对D-FBG的弯曲特性进行了分析。提出一种新型的基于D-FBG的加速度测量方案,对测量系统进行了理论分析和试验测量,得到基于D-FBG的加速度计的灵敏度理论值和谐振频率,分别为611.86με/g和4.96Hz。试验数据表明测量系统的灵敏度为563.67με/g,最小分辨力为1.15×10-3g,可用来检测低频率、小幅值的加速度信号。长周期光纤光栅对弯曲具有敏感特性。我们利用紫外光曝光载氢光纤制作LPFG,并实验分析了其弯曲特性。提出一种基于LPFG的加速度测量方案,试验数据表明:基于LPFG的加速度传感器具有较高的灵敏度,其值为12.65nm/g。最小分辨力为1.9×10-3g,谐振频率为28.9Hz。与我们实验上使用的采用D-FBG的加速度计相比,灵敏度高出18.48倍。同时,我们提出一种新型的基于FBG的LPFG波长解调方案,该方案具有成本低、结构简单、响应快、易于复用等优点,对实际的工程应用具有一定的参考意义。
其他文献
在众多的Yb离子激光晶体中,掺Yb稀土钙氧硼酸盐(Yb:ReCOB)因其特别大的基态Stark能级分裂、特别长的荧光寿命和特别小的受激发射截面而处于独特地位。这类晶体的激光振荡阈值很低,拥有异常高的储能本领,可望在高功率或高能量全固态激光器中获得广泛应用。本工作中,我们利用简单的平-凹谐振腔,对高功率半导体激光器纵向泵浦条件下Yb:ReCOB晶体的连续波激光性质、被动调Q以及声光调Q脉冲激光特性等
高分子纳米复合材料中,均匀分布高度有序的纳米粒子能显著增强材料的力学、光学、电学性能,在多个科研领域都有广泛地研究和应用。众所周知,纳米粒子在高分子熔体中的集聚和分散一定与高分子单体间相互作用(P-P)、高分子-纳米粒子的相互作用(N-P)、纳米粒子之间的相互作用(N-N)这三者有着密切关系。我们采用分子动力学(MD)模拟方法分别研究了三组不同相互作用下的纳米粒子/线性高分子熔体中纳米粒子的集聚分
学位
三维形貌测量又称三维轮廓术或三维面形测量,就是指运用各种手段获取物体的三维形貌信息。光学三维形貌测量技术已经广泛应用在科研及许多生产过程中。随着近代光学理论、微电