雙光纖光柵推挽式加速度傳感器設計與研究.pdf

1、從上世紀九十年代開始,國內外許多科研機構與學者在光纖光柵傳感技術領域當中的努力研究,開辟了一個光纖光柵傳感的新紀元。在諸多的光纖光柵傳感器當中,發(fā)展比較迅速的就是基于光纖光柵的振動加速度傳感器。進入21世紀,世界各個國家的科研機構展開了對海洋海底板塊地震波以及地殼的地震監(jiān)測新型傳感系統(tǒng)的研究,基于光纖光柵的加速度傳感器由于其結構簡單,低功耗而備受青睞。在整個監(jiān)測傳感系統(tǒng)中,目前主要的工作還是制作一種基于光纖光柵的具有簡單機械結構及低復雜

2、度解調系統(tǒng)的加速度傳感器。
　　 本文在對光纖光柵傳感技術以及實現加速度測量原理和技術的系統(tǒng)分析的基礎上,提出了一種新型的雙光纖光柵推挽式加速度傳感器設計與解調方案。論文的主要內容有:
　　 首先,從光纖光柵傳感理論入手,分析了光纖光柵的應變傳感特性,提出了一種新型的光纖光柵加速度傳感器設計,該設計采用兩個光纖光柵作為傳感部件,并對這種新型FBG加速度傳感器建立數學模型,分析了它的力學特性以及特征方程,并進行理論推導與有

3、限元分析,證實了所設計的新型FBG加速度傳感器能夠實現加速度測量。詳細介紹了新型FBG加速度傳感器的機械結構設計與加工組裝。
　　 其次,系統(tǒng)分析對比目前較成熟的光信號解調技術,針對雙光纖光柵結構的特殊性以及其光譜特性,提出了與其相適應的光強直接調制一解調(IM-DD)系統(tǒng)。理論推導出雙光纖光柵反射光強與其相對應變的關系,仿真出其理論曲線。最終證實了光強度直接調制-解調技術可以用來作為新型加速度傳感器的解調方法。詳細介紹了整個傳