应用于生命探测领域光纤检波器的研制
本文选题：生命探测 切入点：检波器 出处：《吉林大学》2015年硕士论文 论文类型：学位论文
【摘要】：检波器作为生命探测仪的核心部件起到至关重要的作用,它的效率直接影响生命探测仪的探测效果。传统检波器存在频带窄、动态范围小、精度和分辨率低、抗干扰性能差等缺点,已经越来越不能满足现代生命探测的要求。光纤光栅作为目前最有发展前途、最具有代表性的光纤无源器件之一,若将其用于振动传感则具有传统检测手段无可比拟的优势。本文研发了一种新型的光纤光栅检波器,并首次提出将其应用于生命探测领域中。论文全面了解生命探测仪种类、优缺点以及现状,着重对检波器的种类、发展情况及国内外现状进行了解,确立该论文研究的实际意义。系统介绍了光纤Bragg光栅结构及其传感原理,对光纤及光纤检波器传感理论进行分析,并对轴向应力传感特性进行了分析。根据加速度传感器结构模型图、理论分析以及实际应用等要求设计、制作出光纤光栅检波器。搭建了振动测试系统,对加速度检波器幅频特性曲线、最大动态相应及速度型光纤检波器的频率特性曲线进行了测试。对系统性能进行了分析总结。实验与测试结果表明,本文设计的检波系统,能够响应0.5-200Hz频率范围,动态范围超过了60dB,适用于深部矿难的生命探测。此外,本文还对光纤检波器下一步的研究工作作了展望。
[Abstract]:As the core component of the life detector, geophone plays an important role. Its efficiency directly affects the detection effect of the life detector. The traditional geophone has narrow band, small dynamic range, low precision and low resolution. As one of the most promising and representative passive fiber devices, fiber Bragg grating (FBG) has been unable to meet the requirements of modern life detection because of its poor anti-jamming performance. If it is used in vibration sensing, it has the unparalleled advantage of traditional detection means. In this paper, a new fiber grating detector is developed and applied to the field of life detection for the first time. The merits and demerits of the geophone and the present situation of the geophone at home and abroad are emphasized. The practical significance of the research is established. The structure of the fiber Bragg grating and its sensing principle are systematically introduced. The sensing theory of optical fiber and optical fiber detector is analyzed, and the characteristics of axial stress sensing are analyzed. The fiber grating geophone is made. The vibration measurement system is built, and the amplitude and frequency characteristic curve of the accelerometer is analyzed. The frequency characteristic curves of the maximum dynamic corresponding and velocity-type optical fiber geophone are tested. The performance of the system is analyzed and summarized. The experimental and test results show that the detector system designed in this paper can respond to the frequency range of 0.5-200Hz. The dynamic range is more than 60 dB, which is suitable for the life detection of deep mine disaster. In addition, the further research work of optical fiber geophone is prospected in this paper.
【学位授予单位】：吉林大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：TD772;TN763.1
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，本文编号：1633142
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