多通道高速光纖法珀振動傳感器解調儀器系統(tǒng)研究.pdf

1、光纖法珀傳感器是一種以光纖為傳輸媒介、以光波長為標尺的全光式傳感器,能夠實現(xiàn)非接觸測量并且具有很高的測量精度,因而在微位移、微振動檢測中具有廣泛的應用前景。當前,強度解調與相位解調是使用最多的解調方法。非掃描式相關解調法屬于相位解調的一種,由于其能夠實現(xiàn)非掃描式解調,簡化了系統(tǒng)、提高了精度,被廣泛采用。但其在應用上多限于低速動態(tài)檢測,即解調速度不高,不能滿足多點測量和高速動態(tài)測量的應用領域。現(xiàn)階段通過復用技術能夠實現(xiàn)其多點測量,但仍然存

2、在單點檢測速度低、成本高的困境,局限了其應用范圍。為此本文提出了利用非掃描式相關解調法的多通道高速解調儀器系統(tǒng),既實現(xiàn)了多點測量又降低了成本,并且提高了解調速度,使其能夠應用于高速微位移和微振動的測量場合,拓寬了其應用范圍。
　　本文首先系統(tǒng)地闡述了光纖法珀傳感器的基本原理,從信號的相關性理論出發(fā),推導了非掃描式相關解調的理論過程,建立了非掃描式相關解調的理論模型并結合仿真結果對系統(tǒng)參數(shù)進行了選擇和優(yōu)化。并在此基礎上提出了多通道設

3、計方案和提高解調速度的實現(xiàn)方法,通過采用斐索干涉儀和高性能線陣CCD現(xiàn)實了法珀的解調。通過采用對稱光路來提高系統(tǒng)光能量的利用率和改善硬件電路的信噪比來提高系統(tǒng)的解調速度。
　　其次,對該多通道高速解調系統(tǒng)進行系統(tǒng)設計,主要分為光學部分和硬件電路部分。光學部分主要是解調光路的設計與模塊加工。硬件電路部分主要包括主控模塊設計與單通道解調模塊設計。
　　最后,對制作的系統(tǒng)樣機進行了標定、系統(tǒng)穩(wěn)定性測試以及相關微位移、微振動測試實驗