光纖聲傳感探頭與解調系統(tǒng)分析.pdf

1、21世紀是信息時代，科技飛速發(fā)展。對聲場信息的傳感探測在國防和國民經(jīng)濟建設等領域具有重大意義。光纖聲傳感具有靈敏度高，動態(tài)范圍大，檢測頻帶寬而備受世界各國關注和研究。
　　 本文基于實驗室已經(jīng)取得的研究成果，對光纖聲傳感探頭和系統(tǒng)部分進行有限元模擬和理論分析，提出光纖探頭存在的問題和解決方案，改進解調系統(tǒng)中一些問題的處理手段。本文的主要內容包括：
　　 首先：在查閱大量資料的基礎上介紹光纖傳感尤其是聲傳感的發(fā)展歷史和國內

2、外研究動態(tài)。闡述光纖相位調制機理，結合邁克爾遜型干涉結構探討光纖聲傳感的基本思想和原理。
　　 其次：介紹有限元分析思想和模擬軟件ANSYS的使用。分別對平面式和芯軸式兩種結構探頭進行力學分析和有限元靜力學模擬。探討理論分析結果和靜力學模擬得到的位移等值圖，提出兩種結構光纖探頭各自的優(yōu)點和缺點以及需要改進和優(yōu)化的方向。理論推導強度反射式光纖傳感中彈性膜片的一階固有頻率，驗證有限元模態(tài)分析得出的各階固有頻率和理論結果的一致性。對平

3、面式和芯軸式探頭的彈性層和光纖層分別進行模態(tài)分析，對比分析模擬得到的不同結構光纖探頭固有頻率和變化規(guī)律，解釋芯軸式探頭和平面式探頭頻響曲線的差異。
　　 再次：描述光纖聲傳感解調系統(tǒng)中相位載波零差解調法的基本原理和過程，理論分析相位載波解調方法中載波幅值的選取過程和選取基理，提出通過頻譜儀觀察載波和其諧波高度差來確定載波幅值的新方法，并通過實驗從側面驗證方法的可行性。
　　 此外：理論分析光纖的非線性特性并進行軟件模擬。