【摘要】：對(duì)于當(dāng)今社會(huì)的眾多工程領(lǐng)域來(lái)說(shuō),對(duì)溫度進(jìn)行監(jiān)測(cè)至關(guān)重要。而許多工程領(lǐng)域需要在如強(qiáng)電磁輻射、強(qiáng)腐蝕性、高溫、潮濕等極端惡劣的環(huán)境下作業(yè)。在這樣的環(huán)境下,傳統(tǒng)電學(xué)式溫度傳感器難以保證長(zhǎng)期有效地進(jìn)行工作,其應(yīng)用受到了限制。光纖溫度傳感器是以光纖作為信號(hào)的傳輸介質(zhì),而光纖的主要成分為二氧化硅,該成分具有良好的化學(xué)特性與物理特性,如抗電磁干擾,耐腐蝕,耐高溫等;且其輕巧靈活的機(jī)械特性使其可埋入到各類工程結(jié)構(gòu)與復(fù)合材料中。為此,世界各國(guó)研究人員對(duì)光纖溫度傳感器投入了大量研究,并取得了許多重要的研究成果。在眾多的光纖溫度傳感器中,發(fā)展迅速,應(yīng)用廣泛的當(dāng)屬基于光纖光柵的點(diǎn)式或準(zhǔn)分布式光纖溫度傳感器,以及基于光散射效應(yīng)的分布式光纖溫度傳感器。兩種傳感器均可實(shí)現(xiàn)高分辨率,高測(cè)量精度,高靈敏度等優(yōu)良的傳感性能。但其信號(hào)處理過(guò)程十分復(fù)雜,使得傳感系統(tǒng)成本普遍偏高。而基于激光拍頻技術(shù)下的光纖溫度傳感器,其只需對(duì)傳感信號(hào)的頻率進(jìn)行解調(diào),信號(hào)處理過(guò)程簡(jiǎn)單,系統(tǒng)成本低廉�；诓祭餃Y散射的多波長(zhǎng)光纖激光器輸出的多波長(zhǎng)激光,具有穩(wěn)定的布里淵頻移間隔,因此利用其結(jié)合激光拍頻技術(shù)可獲得穩(wěn)定的激光拍頻信號(hào),可準(zhǔn)確地反映環(huán)境溫度信息。并且利用高階散射光產(chǎn)生的拍頻信號(hào)具有較高的溫度傳感靈敏度。因此對(duì)基于布里淵散射的多波長(zhǎng)光纖激光器結(jié)合激光拍頻技術(shù)下的光纖溫度傳感器的研究具有一定意義。本文研究?jī)?nèi)容主要為設(shè)計(jì)了一個(gè)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單的具有雙倍布里淵頻移間隔的多波長(zhǎng)光纖激光器,并結(jié)合激光拍頻技術(shù)進(jìn)行了溫度傳感實(shí)驗(yàn)研究。取得的實(shí)驗(yàn)成果如下:一、該實(shí)驗(yàn)方案在同類方案中結(jié)構(gòu)更為簡(jiǎn)單;傳感信號(hào)的數(shù)量更多,可利用9組拍頻微波信號(hào)進(jìn)行溫度傳感實(shí)驗(yàn);溫度傳感靈敏度更高,利用第18階斯托克斯光對(duì)產(chǎn)生的激光拍頻信號(hào)的溫度傳感靈敏度為19.93MHz/°C,溫度測(cè)量誤差為±0.125°C。二、首次提出并驗(yàn)證了在保留拍頻微波信號(hào)傳感靈敏度的前提下,將傳感信號(hào)向高頻區(qū)域搬移以避開(kāi)零頻位置附近的噪聲干擾的實(shí)驗(yàn)方案。通過(guò)在系統(tǒng)結(jié)構(gòu)中采用兩種增益光纖,利用其各自輸出的二階布里淵斯托克斯光得到了一個(gè)頻率為1.625GHz的拍頻微波信號(hào),在此頻率的基礎(chǔ)上利用該信號(hào)進(jìn)行溫度傳感,實(shí)現(xiàn)了將傳感拍頻微波信號(hào)向高頻位置的搬移,提高了信號(hào)的信噪比,更利于其終端解調(diào)。
【學(xué)位授予單位】：長(zhǎng)春理工大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2019
【分類號(hào)】：O437.2;TP212.11
【圖文】：

圖 3.3 多波長(zhǎng)激光光譜穩(wěn)定性測(cè)試圖圖為在 25 分鐘內(nèi)，利用光譜分析儀每隔 5 分鐘記錄一次多波長(zhǎng)光纖多波長(zhǎng)光譜，共記錄 6 次�？梢钥闯�，在每個(gè)時(shí)間節(jié)點(diǎn)上的多波長(zhǎng)光為一致，各階斯托克斯光無(wú)明顯的功率抖動(dòng)與波長(zhǎng)漂移。在所記錄的圖中，分別對(duì)比了 2~10 階的 5 個(gè)波長(zhǎng)處的各階斯托克斯光在不同觀功率處的功率抖動(dòng)與波長(zhǎng)漂移情況，對(duì)數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)的結(jié)果如下圖所示。-14-12-10-8-6-4ower(dPB)m2nd4th6th8th10th

【參考文獻(xiàn)】

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本文編號(hào)：2766348