非本征光纤法布里-珀罗传感器解调方法研究

来源 :沈阳理工大学 | 被引量 : 3次 | 上传用户:axian190
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非本征型光纤法布里-珀罗(Extrinsic Fabry-Perot Interferometer,EFPI)传感器是当前光纤传感器研究领域的一个重要分支,EFPI解调技术的测量分辨率和抗干扰能力是决定其能否实现高精度测量的关键。论文首先利用光的多光束干涉原理分析了波长调制/解调型EFPI传感器的工作机理,并对该领域目前常见的几种解调方法——谱峰法、离散傅立叶(DFT)法及离散腔长变换(DGT)法进行了简单分析对比,在此基础上,引出本文所要论述的内容。本文的重点是给出了白光EFPI在光谱域基于相关函数的解调方法,分析了DGT相关解调的基本原理,实现了该相关运算的离散化,给出了离散运算的快速算法,提高了运算的实时性。并在此基础上建立了基于HR2000微型光谱仪的传感器实验室解调系统。利用此解调方法,进行了EFPI传感器系统的温度、压力/应变标定测量实验,测得了EFPI温度、压力/应变传感系统的标定曲线及测量曲线,在室温到220℃范围内,温度测量分辨率可达0.06℃;在0-800με范围内,应变测量分辨率可达到0.03με;在0-25Mpa测量范围内,压力测量分辨率可达到0.005Mpa.结果表明,采用该算法的传感器系统具有灵敏度高、稳定性好、抗干扰能力强等优点,将在石油化工、电力和国防工业等领域拥有广阔的应用前景。最后,论文对EFPI传感器解调方面的其他问题作了介绍,并对可持续的后续工作进行了展望。
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