光纤布拉格光栅振动传感技术研究

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1、武汉理工大学硕士学位论文光纤布拉格光栅振动传感技术研究姓名：周雪芳申请学位级别：硕士专业：通信与信息系统指导教师：姜德生2003.5.1武汉理工大学硕士学位论文摘要随着航空、航天、石油、海洋工程等大型结构系统技术的发展，其日益复杂的动力学问题，必须通过对振动高质量的测试和分析来解决，以确保工程安全和经济合理。研究、开发以加速度为主的新型振动传感技术具有十分重要的地位和意义。本文提出了新型的光纤光栅振动传感技术，开展光纤光栅动态测试技术的研究：并结合实际工程需要，对新型光纤光栅振动传感器进行了研究和开发。1．基于振动传感器设计方法和光

2、纤光栅传感原理，本文通过理论分析、推导和大量的实验研究，确定了光纤光栅振动传感器的设计要素，创新性地提出光纤光栅振动传感器的一般设计方法，并采用有限元法进行了验证。2．基于光纤光栅振动传感器的一般设计方法，详细分析和解决了影响振动传感器性能的因素，设计具有较高灵敏度系数、较小横向效应、有效克服温度漂移的新型光纤光栅振动传感器。3．提出了用解调光栅进行温度补偿和双光栅测量增加传感器灵敏度系数的新思想，适用于光纤光栅加速度传感器，具有指导意义。4．基于新型光纤光栅传感器的设计思想，通过结构参数的优化设计，实验研究了光纤光栅地震检波器和运

3、用于大型工程结构健康监测的加速度传感器，显示出良好的应用前景。本文将为新型光纤光栅动态测试技术的研究奠定一定基础。关键词：光纤Bragg光栅振动传感器地震检波器加速度传感器本文为教育部博士点基金项目(20010497003)资助AbstractWiththedevelopmentoftechnologyintheaviation，aeronauticsandoceanics，moreandmorecomplexdynamicsproblemscomeforth，itisexigenttoimprovethevibrationtest

4、ingtechnologyandanalysistechnologytoassuretheprojectsafetyandeconomyrationalization，soresearchinganddevelopinganewtypevibrationsensingtechnologyhasveryimportantstatusandmeaning．ThepaperbringsforwardnewfiberopticBraggvibrationsensingtechnologyanddevelopstheresearchonthe

5、fiberopticBraggdynamictest．Consideringtheneedforpracticalengineering，newfiberopticBraggvibrationsensorisstudiedanddeveloped．1．BasedonthetheoryoffiberopticBraggandthedesignwayofvibrationsensor，thedesignfactorsareassuredbytheoryanalyzedandrepetitiousexperiments，thentheco

6、mmonmethodtodesignthefiberopticBraggvibrationsensorisputforwardandvalidatedbyusingfiniteelementmethod．2．BasedonthecommonmethodtodesignthefiberopticBraggvibrationsensor，thecharacterfactorsofvibrationsensorisanalyzedandsolved，thenthenewtypefiberopticBraggvibrationsensori

7、sdesigned，thenewsensorsareofhighersensitivity，lesstransverseresponseandlesstemperatureexcursion．3．Thenewideaisputforward，whichisthatbyusingdemodulationfiberopticBraggtocompensatetemperatureandusingtwofiberopticBraggtoimprovesensor’ssensitivity，thewayissuitabletoapplyin

8、theacceleration．4．BasedondesignideaofthenewfiberopticBraggvibrationsensor，westudythefiberopticBragggeophoneandaceeler