【摘 要】
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全光纤海洋温深传感器具有抗电磁干扰、本征绝缘、体积小、成本低、便于复用、灵敏度高、信号便于远距离传输等优点,是传统电学海洋温深传感器的有益补充,可实现低成本的温深
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全光纤海洋温深传感器具有抗电磁干扰、本征绝缘、体积小、成本低、便于复用、灵敏度高、信号便于远距离传输等优点,是传统电学海洋温深传感器的有益补充,可实现低成本的温深链,便于集成到光纤水听器探测系统中,可同步实现对海洋动力环境要素的原位实时监测,有助于提高光纤水听器探测系统的探测性能。本论文在广泛调研国内外研究情况的基础上,基于保偏光纤布拉格光栅(PM-FBG)传感技术和非本征光纤法布里-珀罗干涉仪(EFPI)传感技术展开针对全光纤海温深传感器的关键技术研究。论文主要研究工作及创新点如下:(1)开展了对全光纤海水温深传感器结构设计的研究,提出了利用铝套管和环氧树脂混合封装的PM-FBG和由PM-FBG尾纤端面和不锈钢片在铝套管底部构成的EFPI进行级联从而构成全光纤海水温深传感器的设计方案。(2)开展了对多参量同时传感信号高精度检测技术的研究,提出了综合利用小波变换算法、高斯拟合寻峰算法、互相关检测算法等信号检测分析方法的针对全光纤海水温深传感器多参量同时传感信号的高精度检测方案。(3)开展了对传感器制作技术与传感特性的实验研究,同时通过模拟海洋环境测试得到了传感器的的温度探测灵敏度可以分别达到25.52pm/℃(左峰)和24.45pm/℃(右峰),压力探测灵敏度可以达到35.78μm/MPa,压力探测范围约为0-4MPa的实验结论。同时测量得到了传感器温度压力交叉敏感特性分别为温度传感器的压力灵敏度为:1.33pm/MPa(左峰)、1.33pm/MPa(右峰),压力传感器的温度灵敏度约为0.2μm/℃,分析了该设计方案解决传感器交叉敏感问题的可行性。
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