基于DPXA的光纖壓力傳感及其在水壓測(cè)量中的應(yīng)用探究.pdf

1、基于分布式偏振串?dāng)_分析的保偏光纖傳感作為一種新型的分布式光纖傳感技術(shù)，由于在較大測(cè)量距離范圍內(nèi)具有較高空間分辨率和較高靈敏度等優(yōu)點(diǎn)，受到了人們的廣泛關(guān)注。本文對(duì)基于分布式偏振串?dāng)_分析的橫向壓力傳感進(jìn)行了較為深入的理論研究和實(shí)驗(yàn)研究，并對(duì)其在水壓傳感測(cè)量中的應(yīng)用進(jìn)行了初步探索研究。
　　本研究主要內(nèi)容包括：⑴對(duì)橫向壓力與耦合強(qiáng)度之間的關(guān)系進(jìn)行了理論研究和實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證。隨著橫向壓力的增大，耦合強(qiáng)度呈準(zhǔn)周期性分布。本文給出了分布式橫向壓力傳

2、感帶設(shè)計(jì)的指導(dǎo)性原則，即當(dāng)橫向壓力作用方向與保偏光纖偏振主軸夾角成45°、力的作用長(zhǎng)度為保偏光纖半拍長(zhǎng)的奇數(shù)倍時(shí)，偏振串?dāng)_強(qiáng)度對(duì)橫向壓力最敏感。⑵提出一種簡(jiǎn)單可靠的保偏光纖溫度系數(shù)測(cè)量方法。測(cè)得商用保偏光纖(YOFC PM1017-A)的溫度傳感系數(shù)為-0.89μm/(℃·m)、溫度-雙折射系數(shù)為-7.65?10-7/℃，并通過(guò)理論研究得知，當(dāng)環(huán)境溫度上升65℃時(shí)，引起的偏振串?dāng)_強(qiáng)度測(cè)量誤差可達(dá)~15％。⑶提出一種有效的保偏光纖軸向應(yīng)變

3、-雙折射系數(shù)的測(cè)量方法。測(cè)得商用保偏光纖(YOFC PM1017-A)的軸向應(yīng)變-雙折射系數(shù)為1.6710-8/με，并通過(guò)理論研究得知，當(dāng)光纖產(chǎn)生~2500με時(shí)，引起的偏振串?dāng)_強(qiáng)度測(cè)量誤差可達(dá)~12%。⑷提出了三種分布式光纖水壓傳感基帶設(shè)計(jì)方案，并對(duì)水壓測(cè)量進(jìn)行了初步的探索研究。利用三種方案進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，分別將傳感裝置浸入水中，從水下10cm到水下190cm，從水下30cm到水下180cm，從距水面0cm到水下183cm的過(guò)程中，相應(yīng)的