光纤光栅动态微压传感技术的研究

摘要

本课题系统地开展了光纤Bragg光栅应用于水声信号检测的原理性研究，是一项具有挑战性、探索性的工作。所做的主要工作如下：　　1、将水声学相关理论与光纤Bragg光栅传感理论相结合，将光纤Bragg栅应用于水声信号的检测，提出了光纤Bragg光栅水听器的工作机理和基本设计方法。 2、将基于边缘滤波器的光纤光栅的解调技术应用于检测水声微弱信号的研究中。设计了一种基于电压驱动的可调法布里腔自动跟踪的光纤光栅传感器解调方案，通过将光纤光栅的反射波长控制在光学滤波器边沿上的方法，达到对外界的应变引起的布拉格光纤光栅反射光谱的变化进行解调。利用光电系统中的运算电路，能够自动调整法布里腔的驱动电压，消除了静水压、环境温度等因素的影响；在保证精度的同时有效地提高该传感系统的解调频率范围，依据这种解调技术所设计的解调器能够满足水声信号检测的需要。 3、开展了基于边缘滤波器的光纤光栅的解调器的实验研究。对光纤光栅应变分别进行了静态和动态测量，结果表明该类型的光纤Bragg光栅解调器能消除静水压及环境因素的影响，对光纤光栅的应变灵敏度较高。 4、通过对光纤水听器多路复用技术的研究，初步设计了光纤光栅水听器阵列系统，并提出了光纤光栅水听器多点测试方案。 课题的相关理论分析和实验研究表明该解调器可应用于水声信号检测，声/振动信号测量、压力测量等众多方面。

目录

文摘

英文文摘

第一章绪论

第二章FBG水听器的基本原理

第三章光纤Bragg光栅波长解调技术

第四章光纤光栅水听器边缘滤波解调技术研究

4.1系统总体设计方案及工作原理

4.2解调器的详细功能设计与内部实现

4.3解调系统的实验结果

4.4提高系统灵敏度方法及改进方案

4.5光纤光栅水听器多点测试方案的研究

第5章总结与展望

参考文献

致谢

攻读硕士学位期间发表论文

作者在攻读硕士学位期间参与的研究课题

附录