基于光学互相关原理的光纤F-P传感解调仪

发布时间：2020-09-21 16:20

　　 随着科学技术的进步,光纤传感器逐渐成为传感领域的热点研究对象。其中,光纤法布里-珀罗传感器以其结构简单,体积小,稳定性高,灵敏度高、不受电磁干扰、易复用等诸多优势,被认为具有巨大的商业价值及广泛的工业应用前景。而在目前,光纤法布里-珀罗传感器昂贵的解调系统,限制了其在商业普及的步伐。因此,开发低成本、高性能的光纤法布里-珀罗传感器是发挥其自身优势,普及光纤法布里-珀罗传感器应用的关键。为促进光纤法布里-珀罗传感器的发展,降低光纤法布里-珀罗传感器解调系统的成本,本文提出了一种基于光学互相关原理的解调方法。根据F-P干涉仪的基本原理推导了光纤法布里-珀罗传感器的输出干涉信号。从解调系统的几何结构出发,建立了基于光学互相关原理解调系统的数学模型,并对其互相关信号进行了数值模拟。根据所设计的解调系统,设计了符合解调范围的传感头,并对其进行了标定。利用所设计的传感系统分别进行了温度和压力的测量实验,实验结果表明,基于光学互相关原理的解调仪能够实现F-P腔长的高精度、大范围的解调。为了进一步测试基于光学互相关原理的解调系统的动态解调性能,搭建了基于光学互相关解调的光纤F-P声波传感系统,实验结果显示,所设计的传感系统能够还原出低于80Hz的声波信号,并且输出信号具有较好的信噪比和较高的检测极限。综上所述,本文的研究用作将推动光纤F-P传感器进一步发挥其自身优势,推进其工业及商业应用普及。
【学位单位】：大连理工大学
【学位级别】：硕士
【学位年份】：2019
【中图分类】：TP212

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本文编号：2823706