文档介绍：安徽大学
硕士学位论文
干涉型光纤振动传感器解调方法的研究
姓名:梁静
申请学位级别:硕士
专业:光学
指导教师:朱军;俞本立
2010-04
摘要
摘要
光纤传感器因为广泛的应用领域以及极大的发展潜力而日益受到人们的重
视,其研究开发受到世界各国有关学术界的高度重视,而且已成功研制出百余种
光纤传感器。研究新型的光纤干涉传感器的解调方法,使解调方法更加简便,并
使振动的测量具有更高的信噪比,已经是光纤干涉传感器的研究方向。本文提出
了一种新型的干涉型光纤传感器,并对其解调方法做了研究。
第一章首先概述了光纤传感器的国内外发展情况;其次阐述了光纤传感器的
分类,主要介绍了强度型、波长调制型和相位调制型振动传感器;最后着重介绍
了几种常见的相位型传感器如迈克尔逊型、马赫-曾德尔型等。
第二章详细叙述了光纤传感系统中常用的几种解调方法,对相位检测技术作
了重点说明,着重阐述了相位生成载波零差解调技术的原理,并同反正切函数法
进行了对比,针对正交信号的反正切函数处理法解调结果不会受到光源和载波的
影响。
第三章介绍了在光纤振动传感器系统中影响系统测量性能的因素,主要从光
源产生的噪声以及电路中的噪声分别进行分析。并讨论了降低光源噪声的方法,
从根本上提高了系统的信噪比;通过双路探测减少外界环境对系统的影响提高信
噪比;在电路的分析中了解噪声产生的根源,通过优化电路提高了系统的信噪比
及稳定性。
第四章主要提出了基于波导调制器的Michelson双路测振系统,利用实验室
自行研制的单频窄线宽保偏光纤激光器作为光源,极大地减少了光程差对系统的
影响;引入波导调制器,避免了因光源调制或PZT调制引起的不利因素;最后采
用反正切函算法对信号进行解调,实现了对振动信号的保真拾取。另外设计了一
种基于双波长光源干涉型传感器仪,优化了解调方法,通过模拟实验表明,本方
法可以消除环境干扰对解调结果的影响,还原待测信号。

关键词:光纤传感器,解调,干涉仪,反正切解调法,Labview
I
干涉型光纤传振动传感器解调方法的研究
Abstract
A variety of optical sensors have been paid a lot of attention by people in
photoelectron technology,especially interferometer optic-fiber sensor with higher
sensitivity and precision has been developed greatly, and hundreds of kinds of optical
fiber sensors had been developed essfully. The research direction is novel
demodulation methods of optical fiber interferometer sensors, and more convenient
demodulation steps make vibration measurement have higher signal to noise ratio
(SNR). In this paper, some of the work carried out with the new style of the
interferometer optical-fiber sensors and the demodulation methods.
The first chapter introduces the development of optical fiber sensors from abroad,
describes optical fiber sensors with phase modulation, intensity modulation and
wavelength modulation, at last several optical fiber sensors of phase modulation such
as Mechelson, Mach-Zehnder have been introduced.
The second chapter introduces the fiber optic sensor demodulation system used
several methods, vibration measurement