文档介绍：第五章实验原理及数据分析
本实验提出了一种新型的单模锥形光纤作为传感器,分析了锥形光纤的敏感机理,依据光在光纤传输过程中,当外界有振动时光纤弯曲导致光在光纤传输时有泄漏,且光功率变化与振动频率存在关系实现了振动检测。该传感器可更好地实现50 Hz 到20 kHz 振动频率检测。
光源
Computer
FFT
DAQ
信号发生器
实验原理图
,利用信号发生器产生20到20000Hz 的不同频率的正弦波,传感头固定在金属板上,解调方法采用功率解调,信号通过数据采集卡,再经过对信号处理,可观测传感器的特性。
利用信号发生器产生20~20000 Hz 的不同频率的正弦波,对每种频率下光纤振动传感器的响应,做出传感器在不同频率的响应曲线,其响应曲线如图6所示。频率在1kHz范围区域信噪比达到最大值,频率在3kHz范围区域也有一个峰值,这主要是由于此时振动信号与金属板产生共振,那么在此频率的倍频下也可能产生共振,会有峰值的出现,、9KHz 也是它的共振区。系统在频率为1KHz时,传感器信噪比可达到70dB左右。
频率响应表1
频率(Hz)
信噪比(dB)
频率(Hz)
信噪比(dB)
频率(Hz)
信噪比(dB)
100
15
900
56
4000
23
200
26
1000
68
5000
13
300
45
1500
32
6000
32
400
39
2000
7000
9
500
40
2500
10000
5
600
41
3000
20
11000
28
700
50
3500
54
20000
16
800
59
光纤振动传感器的频率响应特性数据及图
我们还研究了在一定频率下光纤振动传感器的响应声波振动强度。频率在1kHz下,通过改变输入电压从100mv到1500mv范围内不同的声波强度。光纤振动传感器测量的信噪比如图7所示。这种测量方法是进行单频率检测。
1550nm激光光源频率1kHz下强度测试结果
电压(mv)
信噪比(dB)
电压(mv)
信噪比(dB)
100
900
200
1000
300
1100
400
1200
500
1300
600
1400
700
1500
800
1kHz下强度测试结果
。利用信号发生器产生0~20000 Hz 的不同频率的正弦波,对每种频率下光纤振动传感器的响应,做出传感器在不同频率的响应曲线。3KHz、6KHz、9KHz 是共振区。系统在频率为1KHz时,传感器信噪比可达到70dB。
频率响应表2
频率(Hz)
信噪比(dB)
频率(Hz)
信噪比(dB)
频率(Hz)
信噪比(dB)
20
9
250
45
2000
25
30
17
300
24
3000
21
40
2