基于光纤法布里珀罗干涉的扭矩测量方法研究

在动态条件下,获取准确的传动轴扭矩测量数据是评估传动轴健康状况和运行状态的重要手段之一。传动轴扭矩测量经常伴随着震动、高温高湿以及强电磁等恶劣环境,考虑到电类传感器有漏电、电火花以及难以在强电磁干扰环境下工作等问题,本文提出了一种基于非本征光纤法布里珀罗干涉技术的扭矩测量方法。阐述了光纤传感器的工作原理,给出了传感器的安装方式,搭建了扭矩测量平台并对传感器的性能进行了实验验证。实验结果表明,传感器灵敏度为(0.224±0.06)μm/Nm,与理论具有很好的一致性。本文提出的测量方法在传动轴扭矩测量中具有测量动态范围大、测量精度高和实时快速的优势。

法布里-珀罗干涉信号的小波变换相位补偿算法

为了高精度提取光纤法布里-珀罗干涉信号的腔长信息,结合小波变换的多尺度细分功能,通过小波脊线精确提取干涉光谱每点的相位信息,并采用谱峰信息进行相位补偿,提高腔长解调精度。仿真结果表明,该算法的解调误差理论上可达±0.060 nm。实验结果表明,该算法的腔长解调分辨率相较于最小二乘相位校正法提高了1倍,分辨率可达0.514 nm,加速度传感器实验解调的分辨率达到0.9 mg,在法布里-珀罗传感器动静态参数高精度测量中具有一定的应用前景。

基于光纤传感器的热致振动实验研究

大多数航天器在运行期间受到冷热交变作用时会发生振动,导致航天器不能正常工作甚至损坏.目前针对这种业内称为热致振动现象的理论研究较多,实验研究较少,这主要是因为缺乏高精度的测量手段.本文基于常见的热致振动模型,搭建了柔性吊杆的结构,分别利用光纤光栅应变传感器和光纤法布里-珀罗加速度传感器对其热致振动特性进行了测量.实验结果表明,柔性吊杆在热源的辐射下发生了热致振动现象,光纤光栅应变传感器和光纤加速度传感器获得的柔性吊杆应变和加速度与理论分析一致,本文所述光纤传感器能在不影响结构特性情况下准确测量热致振动.