基于DPXA的光纖壓力傳感及其在水壓測(cè)量中的應(yīng)用探究
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更多相關(guān)文章: 分布式 保偏光纖 偏振串?dāng)_ 橫向壓力 水壓
【摘要】:基于分布式偏振串?dāng)_分析的保偏光纖傳感作為一種新型的分布式光纖傳感技術(shù),由于在較大測(cè)量距離范圍內(nèi)具有較高空間分辨率和較高靈敏度等優(yōu)點(diǎn),受到了人們的廣泛關(guān)注。本文對(duì)基于分布式偏振串?dāng)_分析的橫向壓力傳感進(jìn)行了較為深入的理論研究和實(shí)驗(yàn)研究,并對(duì)其在水壓傳感測(cè)量中的應(yīng)用進(jìn)行了初步探索研究。本文的主要內(nèi)容和創(chuàng)新點(diǎn)如下:一、對(duì)橫向壓力與耦合強(qiáng)度之間的關(guān)系進(jìn)行了理論研究和實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證。隨著橫向壓力的增大,耦合強(qiáng)度呈準(zhǔn)周期性分布。本文給出了分布式橫向壓力傳感帶設(shè)計(jì)的指導(dǎo)性原則,即當(dāng)橫向壓力作用方向與保偏光纖偏振主軸夾角成45°、力的作用長(zhǎng)度為保偏光纖半拍長(zhǎng)的奇數(shù)倍時(shí),偏振串?dāng)_強(qiáng)度對(duì)橫向壓力最敏感。二、提出一種簡(jiǎn)單可靠的保偏光纖溫度系數(shù)測(cè)量方法。測(cè)得商用保偏光纖(YOFC PM1017-A)的溫度傳感系數(shù)為-0.89μm/(℃·m)、溫度-雙折射系數(shù)為-7.65?10-7/℃,并通過理論研究得知,當(dāng)環(huán)境溫度上升65℃時(shí),引起的偏振串?dāng)_強(qiáng)度測(cè)量誤差可達(dá)~15%。三、提出一種有效的保偏光纖軸向應(yīng)變-雙折射系數(shù)的測(cè)量方法。測(cè)得商用保偏光纖(YOFC PM1017-A)的軸向應(yīng)變-雙折射系數(shù)為1.67?10-8/με,并通過理論研究得知,當(dāng)光纖產(chǎn)生~2500με時(shí),引起的偏振串?dāng)_強(qiáng)度測(cè)量誤差可達(dá)~12%。四、提出了三種分布式光纖水壓傳感基帶設(shè)計(jì)方案,并對(duì)水壓測(cè)量進(jìn)行了初步的探索研究。利用三種方案進(jìn)行實(shí)驗(yàn),分別將傳感裝置浸入水中,從水下10cm到水下190cm,從水下30cm到水下180cm,從距水面0cm到水下183cm的過程中,相應(yīng)的偏振串?dāng)_強(qiáng)度的變化范圍依次為-34dB~-19dB,-53dB~-30dB,-55dB~-41dB,表現(xiàn)出了良好的測(cè)量靈敏性。其中梯形壓力片水壓傳感帶的性能最佳,最具有應(yīng)用潛質(zhì)。
【學(xué)位授予單位】:河北大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】:碩士
【學(xué)位授予年份】:2017
【分類號(hào)】:TE357.1;TP212
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