基于光纖F-P傳感器的水下沖擊波探測系統(tǒng)研究.pdf

1、基于水下脈沖放電技術(shù)的等離子體膨脹產(chǎn)生的沖擊波具有非常廣闊的應用前景，但對沖擊波的測量與評估減緩了它實用化進程。目前用于探測沖擊波的傳感器主要是基于電學原理的壓電陶瓷以及壓電聚合物兩種。由于水下脈沖放電過程中伴隨強輻射且工作環(huán)境惡劣，傳統(tǒng)的電傳感器已不再適用。
　　為此，本文選用了體積小、響應速度快、抗電磁干擾、動態(tài)范圍大、耐壓高、可進行遙測的光纖傳感器，并研究了基于光纖法布里-珀羅（F-P）傳感器的水下沖擊波探測系統(tǒng)。通過光纖F

2、-P傳感器實時檢測外界壓力信號，并通過數(shù)據(jù)采集、分析與處理解調(diào)出壓力信號，從而改變性能參數(shù)使得產(chǎn)生的沖擊波能較好地滿足特定需求。本文的具體工作如下：
　　1）分析了水下沖擊波的特點，并結(jié)合光纖F-P傳感器的性能，研究了一種基于光纖F-P傳感器的水下沖擊波探測系統(tǒng)。
　　2）分析了光纖法-珀傳感器基本工作原理，小批量制作了低精度的聚合物薄膜光纖法-珀傳感器，采用了三波長光源激勵、初始相位間隔已知的被動零差相位算法，運用雙光束正

3、弦式干涉輸出數(shù)學模型進行相位解調(diào)。
　　3）從硬件和軟件兩部分設(shè)計并實現(xiàn)了整個系統(tǒng)。設(shè)計了自動溫度控制電路、光電探測電路以及光傳輸通路，并設(shè)計了基于LabVIEW的數(shù)據(jù)采集與處理等程序，初步搭建了實驗系統(tǒng)。
　　4）實驗中光纖法-珀傳感器的反射光干涉相位彼此間隔較大，光源的功率和波長均較為穩(wěn)定，便于解調(diào)出準確信號；所研制的F-P傳感器的靜態(tài)特性和動態(tài)特性滿足實驗需求。這樣較為成熟的系統(tǒng)可以現(xiàn)場用于水下沖擊波的測量。