文献综述——光纤振动传感器
什么是光纤振动传感器?

什么是光纤振动传感器?
一、什么是光纤振动传感器?
光纤振动传感器就是,用光波作为信号载体,用光纤作为光波传输通道,由光学感应单元响应外界振动后对光波进行调制,使反射光波的性质发生变化,经探测解调后获得振动信息的光纤传感器件。
光纤振动传感器与压电振动传感器的本质区别,就是信号导线由金属导线换成了光纤波导,信号载体由电子换成了光波,传感单元由压电元件换成了光学感应元件。
从原理上来讲,光纤振动传感器就具有极高的灵敏度、固有的本质安全性、抗电磁干扰、高绝缘强度、可远距离传输等优点。
二、光纤振动传感器的工作原理
基本的光纤振动传感器系统由光纤光源、分光器件、振动传感头、光电探测器等几部分组成。
根据传感机理的不同,光纤振动传感器还可能包括光纤调制器、光纤干涉仪、光纤光栅解调仪等元件或部分。
光纤振动传感器的基本工作原理是,将来自光源的光波经过光纤送入传感单元,传感单元响应被测振动信号,使其与光波相互作用,导致光波的光学性质(如光的强度、相位、波长、频率、偏振态等)发生变化,成为被振动信号调制的光波信号,光波信号在传感单元反射后经光纤进入光电探测器,转换成电信号后再进行信号解调处理,从而获得被测振动信号。
三、光纤振动传感器的分类
根据被调制的光波参数不同,光纤振动传感器可分为强度调制型、相位调制型、波长调制型、偏振调制型等几种不同类型。
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分布式光纤振动传感技术

“分布式光纤振动传感技术”资料合集目录一、分布式光纤振动传感技术及其重要安防应用二、基于OTDR的分布式光纤振动传感技术的研究三、高性能分布式光纤振动传感技术的研究四、基于干涉和OTDR复合的分布式光纤振动传感技术的研究五、分布式光纤振动传感技术研究六、基于瑞利散射的分布式光纤振动传感技术研究分布式光纤振动传感技术及其重要安防应用随着科技的进步,我们的生活和工作方式发生了翻天覆地的变化。
其中,分布式光纤振动传感技术作为一项新兴技术,其在安防领域的应用已经引起了广泛的关注。
分布式光纤振动传感技术是一种基于光纤的传感技术,它利用光纤中光信号的散射和干涉效应来检测和测量光纤周围环境的振动。
由于光纤具有抗电磁干扰、耐腐蚀、高灵敏度等优点,因此分布式光纤振动传感技术在长距离、大范围的安防监控系统中具有非常广阔的应用前景。
能源管道是现代社会中不可或缺的基础设施,其安全运行对于保障人民生活和经济发展具有重要意义。
分布式光纤振动传感技术可以实时监测管道的振动情况,通过分析振动信号来判断管道是否受到外界干扰或破坏,从而及时发现安全隐患并采取相应措施。
铁路和公路是交通运输的重要方式,其安全监测对于保障人民生命财产安全具有重要意义。
分布式光纤振动传感技术可以实时监测铁路和公路的路面状况,通过分析振动信号来判断路面是否出现裂缝、塌陷等异常情况,从而及时发现安全隐患并采取相应措施。
在边境和军事领域,分布式光纤振动传感技术也可以发挥重要作用。
它可以实时监测边境线或军事设施周围的振动情况,通过分析振动信号来判断是否有人非法越境或破坏军事设施,从而提高安全防范能力。
分布式光纤振动传感技术还可以应用于地震监测和预警系统。
通过在地表布设光纤,可以实时监测地表的振动情况,通过分析振动信号来判断是否会发生地震,从而及时发布预警信息并采取相应措施。
分布式光纤振动传感技术作为一种新兴的传感技术,其在安防领域的应用已经取得了显著的成果。
未来,随着技术的不断发展和完善,分布式光纤振动传感技术的应用范围还将进一步扩大,为我们的生活和工作带来更多的便利和安全保障。
光纤振动传感器原理及其特点是什么

光纤振动传感器原理及其特点是什么在这个过程中,传感器家族的新成员光纤传感器受到青睐。
光纤具有许多优异的性能,如:抗电磁干扰和原子辐射,直径小,柔软,机械性能轻;绝缘和无感电气性能;耐水性、耐高温性和耐腐蚀性的化学特性可以在人们无法到达的地方(如高温区)或对人有害的地方(例如核辐射区)发挥眼睛和耳朵的作用,也可以超越人们的生理极限,接收人们无法感知的外部信息。
光纤振动传感器原理及其特点是什么? 1.光纤传感器原理根据传感原理,光纤传感器可分为两类:一类是透光(非功能)传感器,另一类是传感(功能)传感器。
在光纤传感器中,光纤仅用作光传输介质,通过其他传感元件完成对被测信号的传感。
传感器中的输出光纤和输入光纤是不连续的,它们之间的调制器是光谱变化传感元件或其他传感元件。
在传感光纤传感器中,光纤对被测信号和光信号的传输敏感。
传感器中的“传感”和“传输”光纤是连续的。
由于其高频响应特性,这种结构是计算机磁盘驱动器、磁带、超声波设备和生产线的理想解决方案。
在传感器中,发射和接收光纤束相对排列。
光纤通过测量目标的边缘到达接收光纤。
根据光纤调制的不同原理,光纤传感器可分为强度调制、相位调制、偏振调制、频率调制、波长调制等。
迄今为止,光纤传感器可以测量70多个物理量。
2.光纤传感器的特点(1)高灵敏度由于光是一种波长很短的电磁波,它的光学长度是通过光的相位获得的。
以光纤干涉仪为例。
由于所用光纤的直径很小,当外部机械力或温度变化很小时,光学长度会发生变化,从而导致较大的相位变化。
如果使用10m光纤,l℃的变化将导致1000ard检测到最小相位变化0.。
01ard,因此可以测量的最小温度变化为10℃,这表明它具有较高的灵敏度。
(2)测量速度快光传输速度最快,可以传输二维信息,因此可以用于高速测量。
雷达和其他信号。
分析需要很高的检测率,这很难通过电子方法实现。
这可以通过光衍射的高速光谱分析来解决。
(3)适合恶劣环境光纤是一种耐高压、耐腐蚀和抗电磁干扰的介质,可以在其他传感器无法适应的恶劣环境中使用。
振动光纤方案原理

类型
光纤方式 视频监控
监控范围
呈线形,面广 ,有盲区 广,存在盲区
隐蔽性
不高/ 高(埋 地) 低
安全性
高 高
可靠性
普通
自动化程度
较高
成本
低/较高/高
低,受环境干扰大 低,需要人员 较高 值守
红外对射
智能雷达
有限,存在盲 区
广,无盲区
不高
高
较高
高
低,误报率高,受 较高 外部环境影响大
振动光纤方案原理
一、振动光纤原理
振动光纤原理,是当光纤传感器受到外界干扰影响时,光纤中传输光的 部分特性就会改变,通过配置特殊的感测设备,经过信号采集与分析。
二、振动光纤报警原理
当光纤传感器受到外界干扰影 响时,光纤中传输光的部分特 性就会改变,通过配置特殊的 感测设备,经过信号采集与分 析,就能检测光的特性(即衰 减、相位、波长、极化、模场 分布和传播时间)变化。光的 特性变化通过报警控制器的特 殊算法和分析处理,区分第三 方入侵行为与正常干扰,实现 报警及定位功能
三、系统结构:
光缆振动传感报警系统由监 控器、主控仪、传感器、传 感光缆和外部组件这五大部 分组成。其中,系统监控器、 主控仪位于监控室内,引导 光缆、传感光缆和外部组件 安装于室外
四、振动光纤安装方式
四、振动光纤安装方式
四、振动光纤安装方式
传感器技术文献综述重点

传感器技术文献综述学校邕江大学专业09信息学号40号姓名赵丽霞一、摘要传感器技术是综合多种学科的复合型技术,是一门正在蓬勃发展的现代化传感器技术。
本文通过将所看的传感器相关文献总分为传感器、智能传感器以及无线传感器网络三个类别,对每一类别进行综述,分析每类别传感器研究中所存在的不足,探讨了相应的解决方案。
二、关键词:传感器三、引言传感器技术是一门正在蓬勃发展的现代化传感器技术,是涉及微机械与微电子技术、计算机技术、信号处理技术、电路与系统、传感技术、神经网络技术以及模糊控制理论等多种学科的综合性技术,而该技术也广泛应用到了军事、太空探索、智能家居、农业、医疗等领域。
在伴随着“信息时代”的到来,作为获取信息的重要手段——传感器技术得到飞速发展,其应用领域越来越广,人们对其要求越要越高,需求也越来越迫切。
但传感器技术的广泛应用以及飞速发展并不代表着该技术已经成熟,相反在很多方面它还只是一项新兴的技术,依然存在很多的问题等待我们去解决。
如何能够让我们的传感器装置很快的适应周围的环境,迅速准确的处理传输客户所需求的信号,并可以根据客户的要求作出相应的反应以及如何可以尽量的延长传感器装置的生存时间等等。
这些问题都是我们在研究传感器技术的过程中所应该解决的问题。
四、传感器传感器是一种物理装置,能够探测、感受外界的信号、物理条件(如光、热、温度、湿度等)或化学组成,并将探知到的信息传递给其他装置。
该装置相当我们的人类的眼睛、鼻子、舌头、耳朵以及皮肤等一些感知器官。
这样,精确快速地感受外界的信号就是迅速正确作出反应实施行动的前提条件。
现在的物理传感器、生物传感器都是力图解决感知、精确以及快速这三个难题。
例如气体流量监测就有很多种的感知方法,但每种方法都存在着精确以及反应速率方面的问题,所以还需要不断的改进。
然而,有很多的问题大自然已经很好的为我们解决了,我们应该取其精华。
因此,我认为仿生传感器一定会解决很多传感器方面的问题。
光纤振动用途

光纤振动用途光纤振动是指光纤作为传感器,能够通过感应光纤的振动来获取物体的振动信息。
光纤振动技术在工业、医疗、通信等领域具有广泛的应用。
本文将从这几个方面介绍光纤振动的用途。
一、工业领域在工业领域,光纤振动技术被广泛应用于机械设备监测、结构健康监测、震动检测等方面。
光纤振动传感器可以实时监测机械设备的振动情况,精确检测设备是否存在异常振动,及时发现故障,避免设备损坏或事故发生。
此外,光纤振动技术还可以用于结构健康监测,通过监测建筑物、桥梁等结构的振动情况,及时发现结构的损伤,做出相应的维修和加固措施,保证结构的安全可靠。
二、医疗领域在医疗领域,光纤振动技术被应用于生物医学检测、医学成像等方面。
光纤振动传感器可以用于检测人体的生理信号,如心跳、呼吸等,通过监测这些信号的振动情况,可以判断人体是否存在异常,为医生提供重要的诊断依据。
此外,光纤振动技术还可以应用于医学成像,用于监测和记录医学图像设备的振动情况,提高成像质量,增强医疗诊断的准确性。
三、通信领域在通信领域,光纤振动技术被广泛应用于光纤通信网络的故障检测和安全监测。
光纤通信网络中的光纤振动传感器可以实时监测光纤的振动情况,及时发现光纤的故障和破损,并准确定位问题所在,提高通信网络的可靠性和稳定性。
此外,光纤振动技术还可以应用于网络安全监测,通过监测网络设备的振动情况,发现网络攻击和入侵行为,保护网络的安全。
四、环境监测领域在环境监测领域,光纤振动技术被应用于地震监测、风力监测等方面。
光纤振动传感器可以用于实时监测地震的振动情况,提供重要的地震预警信息,为减少地震灾害做出贡献。
此外,光纤振动技术还可以用于风力监测,通过监测风力的振动情况,提供准确的风力数据,为能源开发和风险管理提供依据。
光纤振动技术在工业、医疗、通信和环境监测等领域具有广泛的应用。
通过光纤振动传感器的应用,可以实现对振动信号的实时监测和分析,提高设备的安全性和可靠性,为各行各业的发展提供技术支持。
光纤传感器毕业论文 光纤传感器的应用研究

光纤传感器的应用研究摘要本文介绍了光纤传感器研究的目的、意义及其发展趋势,通过分析研究各类光纤传感器的基本原理,设计出了几种功能较完善的光纤传感器。
首先从研究光纤传感器的工作原理出发,分析各种光纤传感器的结构和原理,通过对原有光纤传感器的结构和控制机理的分析,结合学过的电子知识,设计光纤传感温度计、光纤传感压强计等。
在整个研究过程中采取实验和理论相结合的方式。
关键词: 传感器;光纤通信;禁带宽度;光纤传感温度计;光纤传感压强计。
1绪论光纤传感器是70年代末发展起来的一种新型传感器,它具有不受电磁场影响,本质上安全防爆,体积小,耐腐蚀,灵敏度高等优点。
可用在传统传感器难以涉足的极端恶劣环境,所以在军事、航空航天、生物医学、建筑施工等领域被受青睐。
因此对光纤传感器的研究具有很重要的现实意义。
传感技术是近几年热门的应用技术,传感器在朝着灵敏、精确、适应性强、小巧和智慧化的方向发展。
在这一过程中,光纤传感器这个传感器家族的新成员倍受青睐。
光纤具有很多优异的性能,例如:抗电磁干扰和原子辐射的性能,径细、质软、重量轻的机械性能,绝缘、无感应的电气性能,耐水、耐高温、耐腐蚀的化学性能等,它能够在人达不到的地方(如高温区),或者对人有害的地区(如核辐射区),起到人的耳目的作用,而且还能超越人的生理界限,接收人的感官所感受不到的外界信息。
光纤传感器是最近几年出现的新技术,可以用来测量多种物理量,比如声场、电场、压力、温度、角速度、加速度等,还可以完成现有测量技术难以完成的测量任务。
在狭小的空间里,在强电磁干扰和高电压的环境里,光纤传感器都显示出了独特的魅力。
因此,光纤传感技术应用的研究具有很好的前景。
光纤传感优点:灵敏度较高;几何形状具有多方面的适应性,可以制成任意形状的光纤传感器;可以制造传感各种不同物理信息(声、磁、温度、旋转等)的器件;可以用于高压、电气噪声、高温、腐蚀、或其它的恶劣环境;而且具有与光纤遥测技术的内在相容性。
光纤传感器报告

光纤传感器报告摘要:光纤传感器是一种通过光纤进行信号传输和检测的先进传感器技术。
本报告旨在介绍光纤传感器的原理、分类、应用领域和未来发展方向。
1. 引言光纤传感器是一种基于光纤的传感器技术,可以实现对各种物理量、化学物质以及生物分子等的检测和测量。
相比于传统的电信号传感器,光纤传感器具有更高的精度、更快的响应速度和更大的测量范围。
2. 光纤传感器的原理光纤传感器的原理基于光的传输与调制。
通过向光纤中注入激光光源,并通过改变光的特性(如幅度、相位、频率等),来实现对被测量物的检测和测量。
光纤传感器可以通过测量光信号的衰减、相位变化、光纤长度变化等来判断被测量物的参数。
3. 光纤传感器的分类光纤传感器可以根据其工作原理和应用领域进行分类。
常见的光纤传感器包括干涉型光纤传感器、散射型光纤传感器和光纤光栅传感器等。
这些传感器在温度测量、压力测量、应力测量、化学物质检测等领域都有广泛的应用。
4. 光纤传感器的应用领域光纤传感器具有广泛的应用领域。
在航天航空领域,光纤传感器可以用于飞行器结构健康监测、燃气检测等。
在能源行业,光纤传感器可以用于油井监测、电力设备监测等。
此外,光纤传感器还被广泛应用于环境监测、医疗诊断、交通控制等领域。
5. 光纤传感器的未来发展方向光纤传感器的未来发展方向包括提高传感器的灵敏度、降低成本、增强传感器的可靠性和稳定性。
随着光纤传感器技术的不断创新和进步,传感器性能将进一步得到提升,应用领域也将不断扩大。
结论:光纤传感器作为一种先进的传感器技术,具有广泛的应用潜力。
通过不断提高传感器的性能和降低成本,光纤传感器将在更多领域。
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中国计量学院毕业设计(论文)文献综述学生姓名:徐婷学号: 0800403238专业:光电信息工程班级: 08光电2 设计(论文)题目:光纤振动传感器的设计指导教师:李裔二级学院:光学与电子科技学院2011年 3 月07日光纤振动传感器的设计文献综述一、概述:光纤传感器的历史可追溯到上世纪70 年代,那时,人们开始意识到光纤不仅具有传光特性,且其本身就可以构成一种新的直接交换信息的基础,无需任何中间级就能把待测的量与光纤内的导光联系起来。
由于其具有常规传感器所无法比拟的优点和广阔的发展前景,很多国家不遗余力地加大对光纤传感器的研究力度,也涌现出许多成果。
但它仍存在诸如价格昂贵、技术不够成熟等瓶颈,这使得它在工程上的应用较少。
最近涌现的很多成果无论是在价位上还是技术上都有了新的突破。
随着新方法、新工艺不断被引入,大量低价位高性能光纤传感器面世,而光纤与其他学科理论相结合,不仅使光纤传感器在信号检测精度、传输减损、信号处理方面有了很大的提高,而且其应用领域也越加广阔。
光纤传感器作为一种优势明显的新型传感器不但在高、精、尖领域得到应用,而且在传统的工业领域被迅速推广,其本身产品也不断推层出新,显示出强大的生命力。
可以预见随着制作技术的日益成熟和器件性能的不断提高,不久的将来光纤传感器必将在海洋、化工、土木工程、水利电力等各个领域显示其应用活力。
二、光纤传感器的特点和工作原理:a。
光纤结构和种类:光纤是一种光信号的传输媒介。
光纤的结构:最内层的纤芯是一种截面积很小、质地脆、易断裂的光导纤维,制造材料可以是石英、玻璃或塑料。
纤芯的外层由折射率比纤芯小的材料制成。
由于纤芯与包层之间存在着折射率的差异,光信号得以通过全反射在纤芯中不断向前传播。
光纤的最外层是起保护作用的外套。
通常是将多根光纤扎成束并裹以保护层制成多芯光缆。
图一光纤结构光纤的种类:1)按纤芯和包层的材质:玻璃光纤、塑料光纤。
2)按折射率的变化:阶跃型、渐变型(聚焦光纤)。
3)按传播模式:单模光纤、多模光纤。
b。
光纤传感器的特点近年来,传感器在朝着灵敏、精确、适应性强、小巧和智能化的方向发展。
在这一过程中,光纤传感器这个传感器家族的新成员倍受青睐。
光纤具有很多优异的性能,例如:抗电磁干扰和原子辐射的性能,径细、质软、重量轻的机械性能;绝缘、无感应的电气性能;耐水、耐高温、耐腐蚀的化学性能等,它能够在人达不到的地方(如高温区),或者对人有害的地区(如核辐射区),起到人的耳目的作用,而且还能超越人的生理界限,接收人的感官所感受不到的外界信息。
光纤传感器有极高的灵敏度和精度、固有的安全性好、抗电磁干扰、高绝缘强度、耐腐蚀、集传感与传输于一体、能与数字通信系统兼容等优点,光纤传感器受到世界各国的广泛重视。
光纤传感器已用于位移、振动、转动、压力、速度、加速度、电流、磁场、电压、温度等70多个物理量的测量并且在生产过程自动控制、在线检测、故障诊断、安全报警等方面有广泛的应用前景。
c。
光纤传感器的工作原理光纤传感器的基本工作原理是将来自光源的光经过光纤送入调制器,使待测参数与进入调制区的光相互作用后,导致光的光学性质(如光的强度、波长、频率、相位、偏正态等)发生变化,称为被调制的信号光,在经过光纤送入光探测器,经解调后,获得被测参数。
d。
光纤传感器的分类:光纤传感器可以分为两大类:一类是功能型(传感型)传感器; 另一类是非功能型(传光型)传感器。
功能型传感器是利用光纤本身的特性把光纤作为敏感元件,被测量对光纤内传输的光进行调制,使传输的光的强度、相位、频率或偏振态等特性发生变化,再通过对被调制过的信号进行解调,从而得出被测信号。
光纤在其中不仅是导光媒质,而且也是敏感元件,光在光纤内受被测量调制,多采用多模光纤。
优点:结构紧凑、灵敏度高。
缺点:须用特殊光纤,成本高。
典型例子:光纤陀螺、光纤水听器等。
非功能型传感器是利用其它敏感元件感受被测量的变化,光纤仅作为信息的传输介质,常采用单模光纤。
光纤在其中仅起导光作用,光照在光纤型敏感元件上受被测量调制。
优点:无需特殊光纤及其他特殊技术;比较容易实现,成本低。
缺点:灵敏度较低。
实用化的大都是非功能型的光纤传感器。
三、几种光纤传感器的设计由上海交通大学区域光纤通信网与新型光通信系统国家重点实验室的周正仙、肖石林等人提出基于M-Z 干涉原理的定位式光纤振动传感器的研究。
文章基于M-Z干涉原理,提出了一种新型光纤振动传感器方案,该传感器能判断振动事件发生的位置。
并且仿真分析研究了该定位式传感器的信号处理技术,通过增大信号的带宽、延长信号的持续时间、增大信噪比和改善定位算法,实现了较好的定位性能,验证了该定位式光纤振动传感器方案的可行性。
图二 定位式光纤振动传感器结构图定位式光纤振动传感器是在现有M-Z 干涉原理的基础上提出的,其结构如图2 所示。
它依靠光缆中3 根等长的光纤A 、B 和C(其中A 、B 作为单个M-Z 干涉仪的两个干涉臂, C 作为传输光纤) 形成两个对称的干涉仪。
当外界振动信号作用于干涉臂A 、B 时,一组光向左经耦合器2产生干涉后到达探测器1 ,另一组光向右经耦合器3 产生干涉后经耦合器4 到达探测器2 。
在探测器1 与探测器2 处会得到两个具有一定时间延迟的光强波动信号。
检测光强的波动,就可以判断振动信号的类型。
信号检测原理:当外界有振动信号作用于光纤时,会引起光纤折射率的变化,进而引起光波相位的变化。
待检测的振动信号主要为外界缓变压力信号和声场异常扰动信号,这两种信号实质上都是对光纤产生压力作用。
当光纤受到压力作用时, 其折射率变化为EPp n e 2n 3=∆, 式中, P 为压力,pe 为光弹系数,E 为石英的杨氏模量。
由折射率变化引起的光波的相位变化相应地为n 2∆∙=∆L λπφ式中,λ为光波波长,L 为光纤长度。
探测器检测到的光强信号则可以写成:)](cos[02121t I I I I I s φφ+++= 式中,1I 、2I 为干涉仪两个干涉臂中的传输光强,)(s t φ 表示扰动信号作用于不同干涉臂上产生的调制相位差)(21-φφ∆∆,0φ为两路光的初始相位差。
定位原理定位式光纤振动传感器的原理图如图3 所示。
图三 定位式光纤振动传感器的原理图图3 中,当外界振动信号作用于M-Z 干涉仪的两个干涉臂时,传感光分别向左右两个方向传输至探测器1 和探测器2 。
检测比较两组干涉光的时间差即可判断振动事件发生的位置。
向左传输的传感光到达探测器1 时所走过的路程为1L ,所需要的时间为1t ;向右传输的传感光到达探测器2 时所走过的路程为2L ,所需要的时间为2t 。
定位计算公式为 21tV L L ∆-=,式中,L 为光缆长度的两倍;t ∆为两路传感光到达探测器的时间差,12t t t -=∆;V 为光在光纤中的传输速度。
根据实际工作的要求,时间差的计算要保证运算的实时性、精确性和稳定性。
鉴于干涉仪结构的对称性,时间差的计算采用时延估计的方法进行。
武汉理工大学梁磊、周雪芳、信思金等人在新型光纤Bragg 光栅振动传感技术一文中介绍了振动测试技术的发展现状,针对存在的问题,结合光纤Bragg 光栅传感系统的优点,提出了一种新型的光纤Bragg 光栅振动传感系统,并进行了相关的实验研究。
光纤Bragg 光栅振动传感器是利用光栅的波长调制原理,即利用外界的微扰振动来改变光栅的栅距,再转化为对应的波长变化量,通过检测波长的变化来测量加速度的大小。
由光纤Bragg 光栅的传感理论及传感特性可知,光纤Bragg 光栅反射谱的波长主要取决于光栅周期和有效折射率,当振动信号加载到光栅上时,光栅被机械性的拉长或压缩会引起光栅周期发生变化,弹光效应则使光栅折射率发生变化,因而导致光纤Bragg 光栅波长的漂移。
波长漂移的程度直接反应了振动信号的强弱。
光路工作原理光路部分整体设计如图所示:宽带光源(ASE)发出的光经环形器到达传感光纤Bragg光栅(FBG),由FBG反射回来的光再由分光比为98/2的耦合器分成不同的两柬,其中分光98%的光束进入泵浦波分复用器(WPM)后,由1480端口输出后得到光信号l;分光2%的光束为光信号2。
不考虑光源抖动的情况下,当外界振动引起FBG的反射中心波长发生漂移的时候,由于WPM的斜边作用,光信号l处得到的光功率也随之发生变化,这种变化即反应了振动信号的变化;而光信号2处得到的光功率并不发生变化。
因此,选用合适的解调装置监测光信号l处的变化即可得到外界振动信号的变化。
系统整体设计方案及工作原理系统整体组成部分包括:光路、电路、数据采集及LabVIEW软软件设计。
系统的整体结构框图如图所示:其中,光路即为上述所设计的光纤Bragg光栅振动检测系统的光路部分,提供光信号l和光信号2:光电探测器将两路不同的光信号分别进行光电转换;电路部分则将得到的电信号进行放大和滤波处理;数据采集包括A/D采集数据和USB数据传输;上位机LabVIEW 软件用来显示采集到的电压信号,观察振动引起的电压波形的变化。
1)外界振动信号引起光纤Bragg光栅的峰值波长产生漂移,根据光路分析,得到两路不同的光信号。
2)光电探测器接收这两路不同的光信号分别进行光电转换。
振动引起光信号1处的光功率产生变化,相应的进行光电转换后得到电信号也是变化的;光信号2进行光电转换后得到的电信号不变。
3)电路部分选用OPAlll芯片实现两路电流一电压放大电路,然后用OP27实现差分放大电路得到一路模拟电压信号,该电压信号随振动信号的变化而变化,再通过有源二阶低通滤波电路进行滤波处理,可通过示波器来观察。
4)数据采集部分主要采用PHILIPS的32位ARM芯片LPC2148,利用其内部包含的山,A/D转换器进行数据(差分电路的输出电压信号)的采集处理,并且通过USB设备控制器来实现与上位机的数据(A/D转换结果)传输。
5)上位机软件设计部分则是用LabVIEW软件将USB传输过来的数据用图形显示出来,可实时观察振动引起的电压波形的变化。
由Juan Kang、Xinyong Dong、Chunliu Zhao、Wenwen Qian、Mengchao Li 等人提出的应变和温度同时测量的内接光纤光栅的Sagnac干涉仪。
实验可实现应变和温度同时测量。
由于不同的响应,对液化石油气Sagnac干涉仪应变和温度同时测量可以达到监控波长和强度的变化改变一种共振倾角传感器的安装。
实验结果表明,该方法的敏感性对应变和温度分别可达到6。
4 × 10− 3dB/με和0。
65 nm/°C。
Sagnac干涉仪的高热敏度可以补偿十字架的应变测量效果,提高了传感器的测量精度。