多通道高速光纖法珀振動傳感器解調(diào)儀器系統(tǒng)研究.pdf

1、光纖法珀傳感器是一種以光纖為傳輸媒介、以光波長為標(biāo)尺的全光式傳感器,能夠?qū)崿F(xiàn)非接觸測量并且具有很高的測量精度,因而在微位移、微振動檢測中具有廣泛的應(yīng)用前景。當(dāng)前,強(qiáng)度解調(diào)與相位解調(diào)是使用最多的解調(diào)方法。非掃描式相關(guān)解調(diào)法屬于相位解調(diào)的一種,由于其能夠?qū)崿F(xiàn)非掃描式解調(diào),簡化了系統(tǒng)、提高了精度,被廣泛采用。但其在應(yīng)用上多限于低速動態(tài)檢測,即解調(diào)速度不高,不能滿足多點(diǎn)測量和高速動態(tài)測量的應(yīng)用領(lǐng)域?，F(xiàn)階段通過復(fù)用技術(shù)能夠?qū)崿F(xiàn)其多點(diǎn)測量,但仍然存

2、在單點(diǎn)檢測速度低、成本高的困境,局限了其應(yīng)用范圍。為此本文提出了利用非掃描式相關(guān)解調(diào)法的多通道高速解調(diào)儀器系統(tǒng),既實(shí)現(xiàn)了多點(diǎn)測量又降低了成本,并且提高了解調(diào)速度,使其能夠應(yīng)用于高速微位移和微振動的測量場合,拓寬了其應(yīng)用范圍。
　　本文首先系統(tǒng)地闡述了光纖法珀傳感器的基本原理,從信號的相關(guān)性理論出發(fā),推導(dǎo)了非掃描式相關(guān)解調(diào)的理論過程,建立了非掃描式相關(guān)解調(diào)的理論模型并結(jié)合仿真結(jié)果對系統(tǒng)參數(shù)進(jìn)行了選擇和優(yōu)化。并在此基礎(chǔ)上提出了多通道設(shè)

3、計(jì)方案和提高解調(diào)速度的實(shí)現(xiàn)方法,通過采用斐索干涉儀和高性能線陣CCD現(xiàn)實(shí)了法珀的解調(diào)。通過采用對稱光路來提高系統(tǒng)光能量的利用率和改善硬件電路的信噪比來提高系統(tǒng)的解調(diào)速度。
　　其次,對該多通道高速解調(diào)系統(tǒng)進(jìn)行系統(tǒng)設(shè)計(jì),主要分為光學(xué)部分和硬件電路部分。光學(xué)部分主要是解調(diào)光路的設(shè)計(jì)與模塊加工。硬件電路部分主要包括主控模塊設(shè)計(jì)與單通道解調(diào)模塊設(shè)計(jì)。
　　最后,對制作的系統(tǒng)樣機(jī)進(jìn)行了標(biāo)定、系統(tǒng)穩(wěn)定性測試以及相關(guān)微位移、微振動測試實(shí)驗(yàn)