基于迈克尔逊干涉的光纤弯曲传感器

设计并研制了一种新型的基于迈克尔逊干涉的光纤弯曲传感器.该光纤弯曲传感器由两根光纤组成的光纤带固定于弹性弯曲结构上来产生迈克尔逊干涉信号,用光纤折射率匹配液填充微型腔,并施加音频振荡信号对相位干涉信号实现低频调制.采用相位生成载波技术对相位干涉信号进行调制和解调,实现了对曲率变化高精确度的检测.实验测试了该光纤弯曲传感器的相位干涉信号与光纤带弯曲曲率的关系,并与理论分析对比.结果表明该光纤弯曲传感器具有43.96 rad/m-1的灵敏度及0.004 m-1的高分辨率.

基于光纤-镜面干涉腔的光纤加速度计

设计、研制了一种基于光纤-镜面干涉腔的光纤加速度计。介绍了该加速度计的传感原理及弹性结构设计,并对其性能进行了实验测试。该加速度计用固定于圆网状弹性结构上的硅微反射镜与处理过的光纤端面构成光纤-镜面干涉腔来产生相位差随外界加速度改变的光干涉信号;采用相位生成载波技术通过对干涉信号的调制和解调实现对相位差的精确测定。应用工程软件Cosmosworks(Solidworks)对该加速度计弹性结构的灵敏度进行了理论分析,并与样机测试比较。结果表明,该光纤加速度计的灵敏度为63.2rad/g,共振频率为160Hz,分辨率为4μg而动态范围接近108,结果与理论分析符合得较好。该加速度计不仅结构简单,还集成了多维加速度计的优势。

高分辨率光纤加速度计

设计、研制了一种新型小体积,低成本,易于批量生产的高分辨率光纤加速度计。该加速度探头为全光纤结构,采用相位生成载波(PGC)技术对光纤干涉信号进行调制和解调,获得高精度相位信号。对样机测试结果表明,该高分辨率光纤加速度计在0～100 g的大动态范围内可分辨3×10^(-4) g,最高分辨率可达10^(-6)。其结构采用了一种新颖的由加速度产生位移干涉信号的圆网状弹性结构和硅微镜装置,用Cosmosworks工程软件对该弹性结构进行了应变分析并与实验测试进行对比。整体设计结果与实验测量符合较好。