白光干涉分布式光纖形變測(cè)量技術(shù)研究.pdf

1、本文論述了白光干涉光纖測(cè)量技術(shù)的發(fā)展和研究現(xiàn)狀，并圍繞形變測(cè)量應(yīng)用的各個(gè)關(guān)鍵性問題進(jìn)行了重點(diǎn)研究。文中，首先論述了白光光纖測(cè)量方法的原理，從部分相干光理論得到白光干涉的光學(xué)原理，進(jìn)而引出光纖白光干涉的光路結(jié)構(gòu)和應(yīng)變、溫度測(cè)量原理，并對(duì)應(yīng)變測(cè)量中的溫度攪擾和溫度補(bǔ)償問題進(jìn)行了討論。　　其次，光纖形變傳感器對(duì)結(jié)構(gòu)變形的測(cè)量中，無論是粘貼于表面或者埋入其內(nèi)部，都涉及到光纖與基體的相互作用問題。文中考慮傳感器緩沖層的作用，建立了光纖與基體材料

2、雙包層(涂覆層和緩沖層)線彈性力學(xué)模型，通過不同標(biāo)距長(zhǎng)度傳感器應(yīng)變傳遞系數(shù)的理論仿真和試驗(yàn)研究，表明該模型的正確性。另外，根據(jù)此力學(xué)模型對(duì)雙包層的溫度誘導(dǎo)表面應(yīng)變問題，進(jìn)行了討論?！　〉谌?，光纖形變傳感器埋入結(jié)構(gòu)中，需要考慮與結(jié)構(gòu)的相容性。為此，設(shè)計(jì)并制作了雙包層和三包層的光纖形變傳感器，并對(duì)傳感器的結(jié)構(gòu)、制作、封裝與檢測(cè)方法與工藝等相關(guān)問題進(jìn)行了討論。　　第四，對(duì)大型結(jié)構(gòu)和關(guān)鍵部位的形變狀態(tài)的測(cè)量和監(jiān)測(cè)，多數(shù)需要在現(xiàn)場(chǎng)環(huán)境下進(jìn)行，

3、為此研制了便攜式光纖應(yīng)變測(cè)量?jī)x，用于對(duì)傳感器形變信息的實(shí)時(shí)問詢和解調(diào)。光纖應(yīng)變測(cè)量?jī)x采用分體式結(jié)構(gòu)，由測(cè)控系統(tǒng)主機(jī)和微機(jī)兩部分組成。其性能主要為，測(cè)試分辨率為±2μm，精度為±10μm，單傳感器動(dòng)態(tài)跟蹤時(shí)測(cè)試頻響為5Hz，測(cè)試端口具有連接5個(gè)以上傳感器陣列的能力。　　第五，對(duì)基于白光干涉原理的分布式光纖傳感器雙環(huán)形拓?fù)渚W(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)的結(jié)構(gòu)分類、光程匹配、網(wǎng)絡(luò)信號(hào)輸出特性、噪聲特性、帶載能力進(jìn)行了討論。環(huán)形網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)的提出，目的是增加多路復(fù)用能