光纖位移干涉儀的研制及應(yīng)用.pdf

1、為了滿(mǎn)足爆炸沖擊作用下爆炸密封容器動(dòng)態(tài)變形過(guò)程測(cè)試的需要，基于激光多普勒效應(yīng)和外差技術(shù)，采用單模光纖器件、聲光移頻器和寬帶寬光電轉(zhuǎn)換器研制了旁軸式零差結(jié)構(gòu)和旁軸式外差結(jié)構(gòu)光纖位移干涉儀。具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、動(dòng)態(tài)響應(yīng)快以及非接觸測(cè)量的優(yōu)點(diǎn)。
　　 本文研究的內(nèi)容主要包括以下幾個(gè)方面：
　　 1、介紹了光學(xué)混頻原理，推導(dǎo)了兩束具有頻率差的激光混頻干涉得到的光電轉(zhuǎn)換信號(hào)公式。在此基礎(chǔ)上與激光多普勒技術(shù)相結(jié)合，得到了參考光為原始激光的

2、零差探測(cè)系統(tǒng)和參考光為頻移激光的外差探測(cè)系統(tǒng)的光電信號(hào)表達(dá)式。基于這兩種模型，選用窄線(xiàn)寬光纖激光器、聲光移頻器、寬帶寬光電轉(zhuǎn)換放大器和單模光纖無(wú)源器件搭建了旁軸式零差結(jié)構(gòu)、旁軸式外差結(jié)構(gòu)光纖位移干涉儀。
　　 2、爆炸沖擊實(shí)驗(yàn)中，光電信號(hào)具有持續(xù)時(shí)間短、多普勒頻移量大、頻率變化快等特點(diǎn)。根據(jù)文獻(xiàn)調(diào)研和分析，采用短時(shí)傅立葉變換和小波變換這兩種時(shí)頻分析方法編寫(xiě)數(shù)據(jù)處理程序，采用含噪模擬信號(hào)進(jìn)行程序性能驗(yàn)證。
　　 3、根據(jù)采

3、用的不同光路結(jié)構(gòu)和記錄設(shè)備分析了儀器的性能參數(shù)。給出了時(shí)間、位移測(cè)量和速度測(cè)量三個(gè)方面的各種性能參數(shù)的計(jì)算表達(dá)式和采用DPO4034記錄時(shí)的典型值。
　　 4、采用旁軸式外差結(jié)構(gòu)光纖位移干涉儀測(cè)量Hopkinson壓桿飛離塊的自由面速度歷程，并與桿上應(yīng)變片的測(cè)量結(jié)果相比較，驗(yàn)證了位移干涉儀系統(tǒng)的有效性。鋼筒爆炸實(shí)驗(yàn)采用球形炸藥中心起爆，位移干涉儀測(cè)量鋼筒外壁的動(dòng)態(tài)變形過(guò)程，獲得的速度歷程曲線(xiàn)與基于應(yīng)力波理論和結(jié)構(gòu)振動(dòng)分析的計(jì)算結(jié)