基于雙M-Z干涉型光纖振動(dòng)傳感器及其PGC解調(diào)技術(shù)的研究.pdf

1、干涉型光纖傳感器相比與其他傳感器有諸多優(yōu)勢(shì)，如精確的分辨率、靈敏度較高、較大的動(dòng)態(tài)響應(yīng)范圍，因而其可以長(zhǎng)期在特定環(huán)境下工作。在振動(dòng)傳感器、溫度傳感器、液位傳感器、折射率傳感器、應(yīng)變傳感器、濕度傳感器等領(lǐng)域中都有廣泛的應(yīng)用。相位生成載波（PGC）調(diào)制解調(diào)技術(shù)具有檢測(cè)靈敏度高，動(dòng)態(tài)范圍大，抗噪聲能力強(qiáng)，避免隨機(jī)相位衰落等特點(diǎn)，是一個(gè)應(yīng)用前景非常廣闊的零差解調(diào)方法。使用數(shù)字信號(hào)處理芯片技術(shù)不僅可以克服模擬器件帶來的隨機(jī)直流漂移問題，而且具有很

2、強(qiáng)的靈活性與可擴(kuò)展性。
　　本文基于PGC調(diào)制解調(diào)技術(shù)與數(shù)字信號(hào)處理技術(shù)，設(shè)計(jì)了兩種級(jí)聯(lián)型雙M-Z干涉型振動(dòng)傳感系統(tǒng)，分別可以還原振動(dòng)波形與測(cè)量振動(dòng)點(diǎn)位置，并且提出了一種搭載在本系統(tǒng)中的PGC改進(jìn)算法，完成待測(cè)信號(hào)的解調(diào)。
　　本文的主要工作如下：
　　第一，提出了一種級(jí)聯(lián)型雙 M-Z干涉型光纖振動(dòng)傳感器的結(jié)構(gòu)，該結(jié)構(gòu)將調(diào)制端與傳感端分別置于每個(gè)M-Z干涉儀的其中一個(gè)干涉臂，兩個(gè)M-Z干涉儀以單模光纖相連。另外，還提出

3、了一種基于基頻混頻的反正切-微分自相乘(Arctan-DSM)算法，該算法可以降低系統(tǒng)的采樣頻率，并且具有抗光強(qiáng)擾動(dòng)與抗總諧波失真的優(yōu)勢(shì)。通過仿真分析驗(yàn)證以上理論的正確性與有效性。
　　第二，提出了一種級(jí)聯(lián)型雙 M-Z干涉型光纖振動(dòng)傳感定位系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)，該結(jié)構(gòu)將兩個(gè)完全相同的M-Z干涉儀用單模光纖相連，在每個(gè)M-Z干涉儀上進(jìn)行相同的調(diào)制，單模光纖作為傳感光纖，感測(cè)待測(cè)振動(dòng)信號(hào)。并且，對(duì)該結(jié)構(gòu)的定位原理進(jìn)行了詳細(xì)的理論研究?；贛AT