一种高频光纤振动传感器及信号检测系统
发布时间：2022-01-15 22:06
振动,是自然界中所有物体无时无刻不在发生的一种现象,通过物体的振动频率能够获得关于这个物体的一些信息。在科学发展的历程中振动频率的测量扮演不可磨灭的作用。在航空航天发动机、高速旋转机械设备的故障诊断等尖端科学研究领域中,由于各种各样的影响因素,设备的振动频率会发生改变,从而反应设备现在的所处状态,因此物体振动的频率的测量是评估一个设备是否安全可靠的重要的参考之一。振动频率的测量已经成为科研领域中研究的重点项目。将光学式测量方法应用于测量物体的振动频率目前已经受到了广泛的重视,并且有了一定的研究成果。通过光学式的检测方法能够有效的消除电磁干扰,这是光学式测量方法所具备的优势,但是目前用光学式测量方法测量物体的频率最高测量频率不是很高,有待进一步研究。而且在高频振动研究领域,测量过程很容易受到电磁干扰。因此,光学式测量方法有着广阔的前景。针对于这种情况,本文主要对测量物体的高频振动频率做了如下工作:（1）对光学式物体振动频率测量的相关文献和资料进行了大量的查阅,在这基础上深入的了解了光学式方法测量物体振动频率在实际中的应用状况。重点研究了将光学测量方法应用于物体振动频率测量这一方法。（2）...
【文章来源】：武汉理工大学湖北省 211工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：81 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
Michelson干涉式光纤振动传感系统构成图
= (1 + cos φ) (1-1式（1-1）中 为光纤传输至光纤中的光强，α为考虑整个系统所有衰减的统衰减系数， φ为参考臂中传输光和传感臂中传输光的相位差。（2）Mach-Zehnder干涉式振动传感原理Mach-Zehnder干涉式光纤振动传感系统的构成图如图1-2。该系统一般由光、光电检测系统、3dB耦合器、参考臂、传感臂和反射端面组成。该系统最的特征就是该系统具有两个一样构成的检测臂，连接两个3dB耦合器的两根感光纤分别作为此系统的参考臂和传感臂，传感臂用来探测振动源的振动。
φ为参考臂中传输光和传感臂中传输光的相位差。栅型光纤振动传感系统与上诉系统的系统结构大致相同，调法、光强度解调法、波长解调法。其中Mach-Zehnder振ichelson振动传感系统、Fabry-Perot（F-P）振动传感系统统[19-21]都可以使用光纤光栅作为传感器代替传感型光纤振作为传感元件，组成光纤光栅型振动检测系统。这一类方外还有采用匹配光栅法[22-25]，这一类方法是对光的强度进纤光栅直接作为敏感元件的，这一类系统属于波长解调。调振动传感原理调光纤光栅振动传感系统的构成图如图 1-3。相位解调光上文介绍的传感型光纤振动传感系统基本相同，最大的同。传感型系统的传感元件是光纤，而光纤光栅型系统的统主要由光源、耦合器、光纤、光纤光栅传感器和相位解解调系统可以是以下的干涉型光纤振动解调系统[26-27]：M
【参考文献】：
期刊论文
[1]光纤光栅传感信号解调技术研究[J]. 赵欣丹,张小栋,侯成刚,牛杭. 电子测量技术. 2017(10)
[2]基于光纤光栅振动传感的石油管道安全监测系统研究[J]. 徐胜明,杨爽,高岗,孙苗,汤玉泉,刘旭安,李俊. 光学与光电技术. 2017(04)
[3]基于F-P滤波器的光纤光栅解调系统的优化设计[J]. 赵亚丽. 电子测试. 2017(08)
[4]分布式光纤振动传感技术及其重要安防应用[J]. 叶青,蔡海文. 科学. 2017(02)
[5]光纤振动传感系统相位调制模块的嵌入式设计[J]. 吴瑞东,王宇,王东,谭晋隆,刘昕,靳宝全. 传感技术学报. 2017(02)
[6]基于弱光纤光栅阵列的分布式振动探测系统[J]. 刘胜,韩新颖,熊玉川,文泓桥. 中国激光. 2017(02)
[7]光纤光栅传感器在桥梁振动监测中的应用研究[J]. 张俊. 交通科技. 2016(06)
[8]高灵敏抗冲击光纤光栅微振动传感器[J]. 张发祥,吕京生,姜邵栋,胡宾鑫,张晓磊,孙志慧,王昌. 红外与激光工程. 2016(08)
[9]基于Mach-Zehnder原理的分布式光纤振动监测系统[J]. 刘嵘,沈庆河,刘辉,段玉兵,张皓. 电气应用. 2015(13)
[10]转动量非接触动态测量技术[J]. 张大治,段小艳,殷亚东. 计测技术. 2014(06)
硕士论文
[1]全绝缘多悬臂梁光纤光栅振动传感器及其解调系统研究[D]. 高立慧.昆明理工大学 2017
[2]光纤光栅振动传感器的响应特征与振动信号处理[D]. 王雷.昆明理工大学 2016
[3]单频激光干涉测振关键技术研究[D]. 郭玄标.哈尔滨工业大学 2015
[4]光纤光栅水听器的研究[D]. 于新艳.东北大学 2014
[5]激光超声表面缺陷检测机理研究[D]. 刘辉.中北大学 2014
[6]基于F-P滤波器的光纤光栅振动传感系统研究与设计[D]. 刘玮.华北电力大学 2014
[7]基于光纤干涉仪的非接触振动测试技术研究[D]. 邢传奇.大连理工大学 2013
[8]基于光纤光栅传感的机械振动检测与实验研究[D]. 袁磊.武汉理工大学 2011
本文编号：3591403
【文章来源】：武汉理工大学湖北省 211工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：81 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
Michelson干涉式光纤振动传感系统构成图
= (1 + cos φ) (1-1式（1-1）中 为光纤传输至光纤中的光强，α为考虑整个系统所有衰减的统衰减系数， φ为参考臂中传输光和传感臂中传输光的相位差。（2）Mach-Zehnder干涉式振动传感原理Mach-Zehnder干涉式光纤振动传感系统的构成图如图1-2。该系统一般由光、光电检测系统、3dB耦合器、参考臂、传感臂和反射端面组成。该系统最的特征就是该系统具有两个一样构成的检测臂，连接两个3dB耦合器的两根感光纤分别作为此系统的参考臂和传感臂，传感臂用来探测振动源的振动。
φ为参考臂中传输光和传感臂中传输光的相位差。栅型光纤振动传感系统与上诉系统的系统结构大致相同，调法、光强度解调法、波长解调法。其中Mach-Zehnder振ichelson振动传感系统、Fabry-Perot（F-P）振动传感系统统[19-21]都可以使用光纤光栅作为传感器代替传感型光纤振作为传感元件，组成光纤光栅型振动检测系统。这一类方外还有采用匹配光栅法[22-25]，这一类方法是对光的强度进纤光栅直接作为敏感元件的，这一类系统属于波长解调。调振动传感原理调光纤光栅振动传感系统的构成图如图 1-3。相位解调光上文介绍的传感型光纤振动传感系统基本相同，最大的同。传感型系统的传感元件是光纤，而光纤光栅型系统的统主要由光源、耦合器、光纤、光纤光栅传感器和相位解解调系统可以是以下的干涉型光纤振动解调系统[26-27]：M
【参考文献】：
期刊论文
[1]光纤光栅传感信号解调技术研究[J]. 赵欣丹,张小栋,侯成刚,牛杭. 电子测量技术. 2017(10)
[2]基于光纤光栅振动传感的石油管道安全监测系统研究[J]. 徐胜明,杨爽,高岗,孙苗,汤玉泉,刘旭安,李俊. 光学与光电技术. 2017(04)
[3]基于F-P滤波器的光纤光栅解调系统的优化设计[J]. 赵亚丽. 电子测试. 2017(08)
[4]分布式光纤振动传感技术及其重要安防应用[J]. 叶青,蔡海文. 科学. 2017(02)
[5]光纤振动传感系统相位调制模块的嵌入式设计[J]. 吴瑞东,王宇,王东,谭晋隆,刘昕,靳宝全. 传感技术学报. 2017(02)
[6]基于弱光纤光栅阵列的分布式振动探测系统[J]. 刘胜,韩新颖,熊玉川,文泓桥. 中国激光. 2017(02)
[7]光纤光栅传感器在桥梁振动监测中的应用研究[J]. 张俊. 交通科技. 2016(06)
[8]高灵敏抗冲击光纤光栅微振动传感器[J]. 张发祥,吕京生,姜邵栋,胡宾鑫,张晓磊,孙志慧,王昌. 红外与激光工程. 2016(08)
[9]基于Mach-Zehnder原理的分布式光纤振动监测系统[J]. 刘嵘,沈庆河,刘辉,段玉兵,张皓. 电气应用. 2015(13)
[10]转动量非接触动态测量技术[J]. 张大治,段小艳,殷亚东. 计测技术. 2014(06)
硕士论文
[1]全绝缘多悬臂梁光纤光栅振动传感器及其解调系统研究[D]. 高立慧.昆明理工大学 2017
[2]光纤光栅振动传感器的响应特征与振动信号处理[D]. 王雷.昆明理工大学 2016
[3]单频激光干涉测振关键技术研究[D]. 郭玄标.哈尔滨工业大学 2015
[4]光纤光栅水听器的研究[D]. 于新艳.东北大学 2014
[5]激光超声表面缺陷检测机理研究[D]. 刘辉.中北大学 2014
[6]基于F-P滤波器的光纤光栅振动传感系统研究与设计[D]. 刘玮.华北电力大学 2014
[7]基于光纤干涉仪的非接触振动测试技术研究[D]. 邢传奇.大连理工大学 2013
[8]基于光纤光栅传感的机械振动检测与实验研究[D]. 袁磊.武汉理工大学 2011
本文编号：3591403
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