基于多芯光纖的加速度檢測方法研究.pdf

1、光纖傳感技術(shù)是20世紀70年代末80年代初新興的一門技術(shù)，隨著光纖傳感技術(shù)的發(fā)展，應(yīng)用光纖傳感原理研制的光纖加速度計越來越受到青睞。近幾年，光纖加速度傳感器得到了廣泛的應(yīng)用，出現(xiàn)了多種實用的光纖加速度計。
　　 現(xiàn)有的干涉型光纖加速度傳感器均具有對光源的相干性要求較高，兩干涉臂容易受外部環(huán)境溫度變化的干擾、難以微小型化等缺點。當對加速度測量系統(tǒng)有體積限制和溫度穩(wěn)定性要求的情況下，由分立式光學元件組成的干涉型光纖加速度傳感器顯然難

2、以滿足需求。針對現(xiàn)有光纖加速度傳感器的缺點，本文給出了一種基于多芯光纖的新型集成式加速度計。
　　 本文中把一段雙芯光纖作為敏感彈性單元，在雙芯光纖兩出射光場的相交區(qū)域形成干涉場。當外界有加速度時，雙芯光纖彎曲，干涉條紋隨之移動。以CCD取代傳統(tǒng)光電探測器作為干涉條紋采集裝置，完成對干涉條紋的連續(xù)采集。本文基于雙光束干涉理論，對雙芯光纖與三芯光纖出射光場進行分析，給出干涉場強分布表達式，并進行理論仿真驗證。利用雙芯光纖作為彈性體

3、，構(gòu)建了光纖加速度傳感器力學模型，進而對雙芯光纖加速度傳感器的動態(tài)特性進行了分析，給出在集中載荷作用下的撓度、轉(zhuǎn)角及加載時纖芯光程的表達式，并對傳感器的靈敏度及固有頻率進行了分析。針對采集到的干涉條紋圖像，根據(jù)干涉條紋的自身亮度分布特點，利用中值濾波方法對其進行了圖像預(yù)處理，通過對峰值位移的計算，進而確定了條紋移動距離。
　　 實驗結(jié)果表明本論文提出的基于多芯光纖的集成式加速度計檢測方法是可行的，在微振動加速度測量方面存在著潛在