基于全光纤Mach-Zehnder干涉仪和光纤光栅的声波检测技术研究
发布时间：2021-01-08 10:11
声波是自然界诸多自然现象信息和能量的载体,通过声波检测,可以更好地掌握这些自然规律。声波检测是重要研究技术,与传统电子式声波传感器相比,光纤声波传感可在传统电子式声波传感器难以正常工作的特殊环境中工作,可完成传统电子式声波传感器难以完成的工作,利用现代通信的多种复用技术,可以组成大规模声波检测阵列和传感网络。以光纤光栅（FBG）作为敏感元件的传感器除了具有光纤传感器的一切优点以外,其最显著的优势就是对传感信息采用本征性波长编码,同时还具有与光源的强度波动、光的偏振态等无关的优点,基于FBG是研究设计具有传输损耗低、高灵敏度、高信噪比、宽频带响应、大动态范围、抗电磁干扰能力强、易于复用、远距离传输和组阵等的特点全光纤声波传感器的重要技术之一。目前,由于波长编码信号解调存在很大困难,解调设备复杂,而且成本过高,在普通领域难以接受,如何提高检测灵敏度、准确度、简化检测手段,降低成本是一个重要的研究方向。研究表明,全光纤Mach-Zehnder（MZI）干涉仪具有较低的偏振相关损耗、附加损耗低、输出波形稳定等优势,且输出波形是波长的函数,而FBG又是以波长变化完成信息采集和传感。本文将根据全光...
【文章来源】：兰州交通大学甘肃省
【文章页数】：70 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
FBG工作原理图
图 1-4 FBG 工作原理图反射光信号透射光信号FBG下，应变和温度引起 FBG 周期和模式有效折射应变是 FBG 能够直接传感测量的两个最基本的基础，其它各种物理量的传感都是以 FBG 的应如, 将 FBG 粘贴在振动薄膜上，可以感知声波信用于测量磁场、粘贴在反压电材料上，可以用于文献[27]提出了基于 FBG 的麦克风系统。其结构贴于外壳，另一段粘贴于弹性薄膜上，且 FBG 用振动时，弹性薄膜振动造成 FBG 做拉伸或压应力改变了 FBG 栅距和有效折射率，使 FBG 的移信息就可以测得声波信号的信息。
图1-6薄壳弹黃换能原理图 1-7 侧面受压换能原理图有机玻璃FBG聚合物的主要工作根据全光纤 MZI 具有较低的偏振相关损耗、附了利用光纤 MZI 做声波检测光源的理论，分别I 两种干涉仪与单、双 FBG 不同结构的检测方法 FBG 声波检测中的检测 FBG 反射峰值波长变体安排如下：
【参考文献】：
期刊论文
[1]基于声压的无损检测方法研究[J]. 张亚建,毛虎平,程意,王瀚岑,李煜华. 中国测试. 2019(01)
[2]基于椭圆位移放大结构的光纤光栅位移传感器[J]. 吕国辉,周泊宁,王朝钲,王明扬,张岩,姜旭. 光子学报. 2018(11)
[3]光纤声传感器综述[J]. 高椿明,聂峰,张萍,赵斌兴,王静,李斌成. 光电工程. 2018(09)
[4]一种新结构MZI型全光纤Interleaver的理论分析[J]. 鲁彦,魏小萌,高敏,鲁怀伟,罗冠炜. 光电子·激光. 2018(06)
[5]基片式光纤光栅应变传感器增敏结构研究[J]. 李忠玉,张志勇,张信普,杨顺智,王鹏. 光通信技术. 2018(06)
[6]基于光纤谐振腔的新型马赫-曾德尔干涉仪型波长交错滤波器[J]. 鲁彦,鲁怀伟,蒲会兰,侯越,罗冠炜. 光学学报. 2017(11)
[7]光纤传声器概述[J]. 王坤博,周瑜,刘超,魏晓村. 电声技术. 2017(06)
[8]可调量程拉绳式光纤布拉格光栅位移传感器[J]. 张燕君,田永胜,付兴虎,毕卫红,张亦男,王会敏. 光电工程. 2017(06)
[9]基于海调实测资料的中尺度冷涡的会聚区声传播特征诊断[J]. 鲍森亮,张韧,高飞,洪梅,潘忠良,刘科峰. 海洋科学进展. 2016(04)
[10]光纤光栅马赫-曾德干涉仪条纹信号的傅里叶分析[J]. 陈海云,陈成,彭保进,黄秋萍. 光子学报. 2016(09)
博士论文
[1]基于光纤干涉仪的低频声波传感技术研究[D]. 刘理.华中科技大学 2017
[2]光纤布拉格光栅应变传感系统可靠性的关键技术研究[D]. 张伟.重庆大学 2016
[3]光纤低频声波传感技术研究及应用[D]. 王顺.华中科技大学 2016
[4]基于匹配干涉的光纤光栅水听器阵列关键技术研究[D]. 林惠祖.国防科学技术大学 2013
[5]干涉型光纤光栅水听器关键技术研究[D]. 李东明.浙江大学 2013
[6]光纤传感轨道状态监测的研究与应用[D]. 潘建军.武汉理工大学 2012
[7]光纤Bragg光栅传感技术及其生化传感应用研究[D]. 罗彬彬.电子科技大学 2012
[8]MOEMS声传感技术及低频声传播特性研究[D]. 蒋冰莉.华中科技大学 2011
[9]光纤光栅传感技术基础研究[D]. 钱颖.吉林大学 2009
[10]岩体变形光纤光栅传感检测的理论与方法研究[D]. 魏世明.西安科技大学 2008
硕士论文
[1]宽频带光纤声波传感技术研究[D]. 窦金林.电子科技大学 2015
本文编号：2964409
【文章来源】：兰州交通大学甘肃省
【文章页数】：70 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
FBG工作原理图
图 1-4 FBG 工作原理图反射光信号透射光信号FBG下，应变和温度引起 FBG 周期和模式有效折射应变是 FBG 能够直接传感测量的两个最基本的基础，其它各种物理量的传感都是以 FBG 的应如, 将 FBG 粘贴在振动薄膜上，可以感知声波信用于测量磁场、粘贴在反压电材料上，可以用于文献[27]提出了基于 FBG 的麦克风系统。其结构贴于外壳，另一段粘贴于弹性薄膜上，且 FBG 用振动时，弹性薄膜振动造成 FBG 做拉伸或压应力改变了 FBG 栅距和有效折射率，使 FBG 的移信息就可以测得声波信号的信息。
图1-6薄壳弹黃换能原理图 1-7 侧面受压换能原理图有机玻璃FBG聚合物的主要工作根据全光纤 MZI 具有较低的偏振相关损耗、附了利用光纤 MZI 做声波检测光源的理论，分别I 两种干涉仪与单、双 FBG 不同结构的检测方法 FBG 声波检测中的检测 FBG 反射峰值波长变体安排如下：
【参考文献】：
期刊论文
[1]基于声压的无损检测方法研究[J]. 张亚建,毛虎平,程意,王瀚岑,李煜华. 中国测试. 2019(01)
[2]基于椭圆位移放大结构的光纤光栅位移传感器[J]. 吕国辉,周泊宁,王朝钲,王明扬,张岩,姜旭. 光子学报. 2018(11)
[3]光纤声传感器综述[J]. 高椿明,聂峰,张萍,赵斌兴,王静,李斌成. 光电工程. 2018(09)
[4]一种新结构MZI型全光纤Interleaver的理论分析[J]. 鲁彦,魏小萌,高敏,鲁怀伟,罗冠炜. 光电子·激光. 2018(06)
[5]基片式光纤光栅应变传感器增敏结构研究[J]. 李忠玉,张志勇,张信普,杨顺智,王鹏. 光通信技术. 2018(06)
[6]基于光纤谐振腔的新型马赫-曾德尔干涉仪型波长交错滤波器[J]. 鲁彦,鲁怀伟,蒲会兰,侯越,罗冠炜. 光学学报. 2017(11)
[7]光纤传声器概述[J]. 王坤博,周瑜,刘超,魏晓村. 电声技术. 2017(06)
[8]可调量程拉绳式光纤布拉格光栅位移传感器[J]. 张燕君,田永胜,付兴虎,毕卫红,张亦男,王会敏. 光电工程. 2017(06)
[9]基于海调实测资料的中尺度冷涡的会聚区声传播特征诊断[J]. 鲍森亮,张韧,高飞,洪梅,潘忠良,刘科峰. 海洋科学进展. 2016(04)
[10]光纤光栅马赫-曾德干涉仪条纹信号的傅里叶分析[J]. 陈海云,陈成,彭保进,黄秋萍. 光子学报. 2016(09)
博士论文
[1]基于光纤干涉仪的低频声波传感技术研究[D]. 刘理.华中科技大学 2017
[2]光纤布拉格光栅应变传感系统可靠性的关键技术研究[D]. 张伟.重庆大学 2016
[3]光纤低频声波传感技术研究及应用[D]. 王顺.华中科技大学 2016
[4]基于匹配干涉的光纤光栅水听器阵列关键技术研究[D]. 林惠祖.国防科学技术大学 2013
[5]干涉型光纤光栅水听器关键技术研究[D]. 李东明.浙江大学 2013
[6]光纤传感轨道状态监测的研究与应用[D]. 潘建军.武汉理工大学 2012
[7]光纤Bragg光栅传感技术及其生化传感应用研究[D]. 罗彬彬.电子科技大学 2012
[8]MOEMS声传感技术及低频声传播特性研究[D]. 蒋冰莉.华中科技大学 2011
[9]光纤光栅传感技术基础研究[D]. 钱颖.吉林大学 2009
[10]岩体变形光纤光栅传感检测的理论与方法研究[D]. 魏世明.西安科技大学 2008
硕士论文
[1]宽频带光纤声波传感技术研究[D]. 窦金林.电子科技大学 2015
本文编号：2964409
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