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光纤传感器的介绍

助工
2018-05-04 10:30:57    评分

光的干涉
相干波:频率相同,振动方向相同,相位差恒定的两列波叫相干波。
光栅
地壳形变测量:获取地震前兆信息及研究地震活动性问题的主要手段
地形变检测方法:
     硐体应变,钻孔应变,GPS
EDS-静电释放
光纤干涉测量     相对测量   测量系统的精度高于10^-9量级
不适合地形变长期观测的需要
干涉测量技术是把相位的变化转换为光强的变化,从而检测出形变的变化量,属于相位调制型光纤传感器
光纤光栅测量     绝对测量   测量系统的精度达到10^-6量级
传感系统测量精度的进一步提高有困难
光纤光栅传感器  FBG
光纤干涉和光纤光栅组合传感用于地形变测量
波长线宽  
相干光源
解调要求
光纤传感原理
单模光纤
Bragg波长:能够在晶体晶格上发生相干加强的特定电磁波波长
传感器的结构
光纤地形变传感器由光纤干涉和光纤光栅两大测量部分组成

光线的粘贴

光纤干涉的测量臂的一部分  光纤光栅的粘贴
地形变的传递
光程差引起干涉条纹的移动,同时要利用光强函数进行非线性软件算法补偿来实现辨向功能,对地形变的伸缩进行辨别。
M-Z型干涉结构
两部分的光传感信号分别接入光解调电路,通过解调处理还原成基岩的形变量,并以数字信号形式输出。
FBG
地形变的改变和反射光的中心波长的移动相对应,波长的增加或减少对应地形变的伸和缩,对应关系是一次函数。FBG安装一旦确定,地形变的变化量和Bragg波长的移动量的对应就是绝对的。

光源的选择
相干光源,考虑线宽,线宽决定相干长度。
设计精度主要要求在光纤M-Z干涉测量中
传感系统精度分析
传感光信号的解调
光纤干涉部分:输出一束干涉光
FBG:输出一束反射光
从携带形变信息的光信号解调还原成物理量
将两种传感方法的组合,解调方法也不同,硬件实现上做到有机结合
M-Z光纤干涉的CCD解调
FBG的光纤F-P滤波器解调

总结:光纤干涉和光纤光栅组合传感用于地形变测量。
分布式光纤传感技术
光导纤维具有传感,传输特性
布里渊分布式光纤传感系统研究现状和产品性能分析
基于BOTDR时域分析的传感方式:只需单端入射
传感系统性能的研究:温度,应变传感系统的研究,提高系统传感距离,提高系统空间分辨率
传感解调技术
分布式光纤传感器的显著优点:可以测出光纤沿线任一点上的应变,温度和损伤信息,实现对检测对象的全方位立体监测。
研究和开发分布式光纤应变/温度观测技术对活动块体边界带或断裂带的监测具有重要意义。



菜鸟
2018-05-07 10:21:05    评分
2楼

谢谢楼主分享~


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