光纤光栅传感器双光栅匹配解调法的深入研究

来源 :中国科学院上海光学精密机械研究所 | 被引量 : 0次 | 上传用户:glosslee
下载到本地 , 更方便阅读
声明 : 本文档内容版权归属内容提供方 , 如果您对本文有版权争议 , 可与客服联系进行内容授权或下架
论文部分内容阅读
双光栅匹配解调法是一种已经具备商用化前景的波长解调技术,但是其目前仍存在原理上的非连续线性、解调范围小等缺点。本论文在其已有基础上进行了进一步的深入研究,在解决其所存在的三方面的问题中取得了良好的成果,为研制出高性能、低成本、满足绝大多数实际工程需求的匹配光栅解调系统做出了实际的努力。   主要工作包括以下三个方面:   提出了一种线性解调理论模型,研究表明,若两个解调光栅的带宽相等,则两个探测器输出电压之比的对数与被测传感光栅的中心波长呈严格的线性关系。考虑实际情况中存在偏置电压的问题,对该模型进行了必要的修正。将该线性解调模型用于光纤光栅应变传感系统的信号解调,并进行了实验验证。实验表明,解调系统的输入输出具有非常好的线性关系,拟合线性度达到0.999以上。实验的测试结果中也确实发现存在偏置电压。在消除部分偏置电压后,系统的灵敏度得以提高了十多倍,线性解调范围也扩大了一倍以上。   研究了可调谐双光栅匹配解调系统,该系统结合了双光栅匹配解调法解调速度快和扫描解调法解调范围大的优点,扩大了原有系统的解调范围,增强了解调系统的实用性。同时,调谐技术的引入,也使得该系统具备了同时解调多个光栅中心波长的能力,相应的原理也在本文得到了讨论。由此所设计的系统动态响应速度不受扫描速度的影响,可消除光强抖动所带来的随机误差,数据处理更为简单,实用化前景更好。   提出了一种可消除交叉敏感的双光栅解调系统,从理论上证明了其消除交叉敏感的能力。该系统只要将解调光栅之一置于与传感光栅相同的温度环境中(不受应变影响),使其同时发挥解调光栅和温度补偿光栅的作用,就能实现温度和应变的分离。另外,另一解调光栅的中心波长受一温度控制器的控制,通过温度调谐,可以保证系统的解调范围不受环境温度变化的影响。   将三方面的进展整合进一个新型的光纤光栅传感器解调系统并由此构成新颖的光纤光栅传感器系统,具有响应速度快,测量精度高、重复性好、数据处理方式简单、结构简单、成本低等优势,将会为光纤光栅传感器的不断发展提供新的方式架构。这一创新性工作也是本文研究整体上的一个收获。
其他文献
对于现代社会的发展来说,水利工程占据着无比重要的地位.要确保水利工程的施工质量,就必须做好水利工程的测量工作,当前,我国不少水利工程项目在测量过程中都还存在诸多问题,
精准农业是未来农业的发展方向。精准灌溉是伴随着精准农业的产生而产生,并伴随着精准农业的发展而发展的。本研究针对精准农业技术体系中精准灌溉这一关键环节,基于行走式节水
物流配送系统的发展滞后已成为制约我国连锁零售业的瓶颈,要如何设计和改造连锁企业的配送系统,提高配送效率,其中一个重要问题就是配送中心的选址。配送中心选址决策决定了整个
目的下肢恶性黑色素瘤手术的腹股沟淋巴结清扫范围一直是人们争论的焦点。本研究旨在探讨腹股沟淋巴结清扫范围对下肢恶性黑色素瘤预后的影响。方法共收集34例病例,分为两组,
红外地平仪是卫星姿态控制系统的关键设备之一,它的测量精度和可靠性直接关系到卫星姿态控制系统的性能。热敏电阻红外探头是红外地平仪的一个关键的组成部件。热敏电阻红外探
1996年9月24~25日在日本福冈召开了首届亚洲热疗会议。会议由日本热疗学会(JSHO)主办,由日本九州大学承办。与会代表90多人,主要来自亚洲6个国家。会议宗旨是交流亚洲各国在
纳米材料由于其介观效应而表现出许多不同于常规材料的独特的物理和化学性质,特别是人们发现纳米材料自身独特的发光性质,在许多新的领域中有着潜存的巨大的应用前景,极具开
随着生产生活的要求以及科技的进步,高功率紫外光源的需求越来越高。脉冲氙灯作为可以辐射紫外波段的光源,有很大的潜力成为高效、高功率的紫外光源。本文根据社会的发展和需要
利用1971~2000年东北三省101个气象站逐日气象资料以及国家气候中心发布的未来气候变化情景(A1B)下区域气候模式(RegCM3)模拟的东北地区1951~2100年0.25°×0.25°格点气象资料
长期以来非球面的检测技术一直是制约其广泛应用的一大难题。一个新方向是测试光学元件表面功率谱密度。传统的光学元件表面质量评价缺乏定量化的频谱描述,无法提供足够的波前