光纖應(yīng)變傳感理論與實(shí)驗(yàn)研究.pdf

1、光纖應(yīng)變傳感器于20世紀(jì)70年代初就已經(jīng)出現(xiàn)，但是其興起卻是在最近十幾年之間。目前，相關(guān)的報道經(jīng)常見諸紙端，然而多數(shù)還處于實(shí)驗(yàn)室研究中。隨著科學(xué)技術(shù)的飛速發(fā)展，電子與通訊產(chǎn)品向高精度、小型化發(fā)展，對傳感器提出了更高的要求。本文即針對此種現(xiàn)狀，對光纖傳感作深入分析研究，并提出了一種全新的光纖應(yīng)變傳感系統(tǒng)，利用此系統(tǒng)進(jìn)行了測量應(yīng)變的大小和定出應(yīng)變的位置的一系列實(shí)驗(yàn)，取得滿意的結(jié)果，在傳感科學(xué)與技術(shù)方面取得較大進(jìn)展。 本文分為兩個部分

2、，按照從基礎(chǔ)到應(yīng)用的順序，分別包含作者兩方面的工作，即光纖應(yīng)變傳感基本器件的計(jì)算機(jī)模擬和光纖應(yīng)變傳感理論實(shí)驗(yàn)研究。 前一部分，作者著重于光纖應(yīng)變傳感的基礎(chǔ)器件模擬研究。作者對光纖應(yīng)變傳感實(shí)驗(yàn)中所用到光纖和光耦合器件的基本原理進(jìn)行分析，通過對耦合模的理論方程進(jìn)行分析、編程計(jì)算，用計(jì)算機(jī)計(jì)算模擬出其輸出特性曲線。經(jīng)過多次計(jì)算，得出了一系列實(shí)驗(yàn)曲線并對其進(jìn)行分析，最后指出光纖耦合器件在光路的作用。 后一部分，作者在前一部分的基

3、礎(chǔ)上發(fā)展開來，對光纖應(yīng)變傳感進(jìn)行理論分析和實(shí)驗(yàn)研究。作者通過自己的公式推導(dǎo)分析了光纖應(yīng)變傳感調(diào)制基本原理——光彈性效應(yīng)，以及光信號解調(diào)的基本原理——光干涉，并指出可以用于語音的傳輸。作者設(shè)計(jì)并提出了一種新型的光纖傳感系統(tǒng)，介紹了系統(tǒng)的搭建工作(實(shí)驗(yàn)準(zhǔn)備)，分析了系統(tǒng)的性能并利用此系統(tǒng)進(jìn)行測量和能拓展實(shí)驗(yàn)。該系統(tǒng)是在全光纖干涉系統(tǒng)的基礎(chǔ)上設(shè)計(jì)出的一種新型光纖傳感系統(tǒng)，采用一只3×3光纖耦合器和反饋環(huán)路構(gòu)造干涉光路，首次使用單芯光纖作為傳感