基于光纤Bragg光栅及模式干涉的倾斜传感器的研究

发布时间：2021-05-08 16:50

　　相比传统的电子式倾斜传感器,光纤倾斜传感器具有可复用、质量轻、灵敏度高、成本低等诸多优点。近年来,随着运动馆、游泳馆、商业高楼等大型建筑的兴建,地基健康的监测己逐渐成为国内外研究的热点,特别是光纤倾斜传感器受到了广泛的关注。然而目前的光纤倾斜传感器普遍都存在测量范围小、灵敏度低的缺点。本论文主要围绕光纤倾斜传感系统展开,重点研究了基于光纤Bragg光栅及模式干涉的倾斜传感器。主要工作体现在以下三个方面:（1）在光纤传感技术原理的基础上,设计了一种新型的拉伸式光纤倾斜传感器结构。该传感器结构简单,检测性能稳定,具有良好的机械性能,抗干扰能力强,适用于各种复杂环境。本文重点分析了该倾斜传感器结构设计的理论依据和测量原理。基于该新型的拉伸式结构,设计了光纤Bragg光栅倾斜传感器,并进行理论分析和实验研究。实验结果表明:在测量范围±8°内,基于光纤Bragg光栅的光纤倾斜传感器灵敏度能达到0.6109nm/deg,并具有良好的线性度。己查阅到的拉伸式光纤Bragg光栅倾斜传感器灵敏度为0.032nm/deg,与之相比灵敏度提升了近20倍。（2）对基于模式干涉的倾斜传感器,包括少模光纤的概念,... 

【文章来源】：厦门大学福建省 211工程院校 985工程院校 教育部直属院校

【文章页数】：79 页

【学位级别】：硕士

【文章目录】：
摘要
Abstract
第1章 绪论
    1.1 光纤倾斜传感器研究的意义
    1.2 光纤传感技术原理
    1.3 光纤传感器的分类
        1.3.1 偏振调制型光纤传感器
        1.3.2 波长调制型光纤传感器
        1.3.3 强度调制型光纤传感器
        1.3.4 相位调制型光纤传感器
    1.4 论文主要研究工作及创新点
第2章 拉伸式光纤倾斜传感器结构设计
    2.1 光纤倾斜传感器的国内外研究现状
    2.2 光纤倾斜传感器结构的设计与原理
    2.3 光纤倾斜传感器结构的制作
    2.4 本章小结
第3章 基于光纤Bragg光栅的倾斜传感器
    3.1 光纤光栅的发展概况与应用
        3.1.1 光纤光栅的发展
        3.1.2 光纤光栅的应用
    3.2 光纤Bragg光栅的传感原理
        3.2.1 光纤Bragg光栅的理论基础
        3.2.2 光纤Bragg光栅的基本特性
    3.3 基于光纤Bragg光栅的倾斜传感实验
        3.3.1 实验系统的搭建与结果分析
        3.3.2 包层减小的光纤Bragg光栅应变灵敏度实验
    3.4 本章小结
第4章 基于模式干涉的倾斜传感器
    4.1 基于少模光纤的M-Z干涉仪
        4.1.1 少模光纤简介
        4.1.2 基于少模光纤的M-Z干涉原理及应用
        4.1.3 基于少模光纤传感应用的解调方案
    4.2 少模光纤的应变特性
        4.2.1 光纤模间干涉分类
        4.2.2 理论分析
    4.3 基于少模光纤的倾斜传感实验
        4.3.1 实验系统的组成
        4.3.2 实验结果及分析
        4.3.3 包层减小的少模光纤应变灵敏度实验
    4.4 本章总结
第5章 总结与展望
    5.1 本论文的主要工作总结
    5.2 工作展望
参考文献
致谢


【参考文献】：
期刊论文
[1]基于光纤布拉格光栅的温度不敏感的倾斜传感器[J]. 倪凯,徐海松,董新永,金永兴.  光学学报. 2010(07)

硕士论文
[1]可识别方向的全光纤倾斜传感器研究[D]. 尹风阳.重庆大学 2015
[2]全光纤电流互感器的研究[D]. 严颖维.北京邮电大学 2012
[3]波长调制型光纤传感器及其应用[D]. 夏天豪.浙江大学 2010
[4]新型全光纤电流传感器光路结构研究[D]. 邱永成.电子科技大学 2006



本文编号：3175669