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分布式光纤振动传感器系统硬件设计及实验

徐恩波  
【摘要】: 光纤传感器,从70年代末提出以来,因其具备了灵敏度高、动态范围大、不受电磁干扰等优点,在军事,工业,科研等领域都取得了广泛的应用。而分布式光纤振动传感器则可以实现连续高精度定位传感,具有广阔的应用前景。本文在广泛阅读文献的基础上,对分布式光纤振动传感器技术的基本原理进行研究,分析传感器系统的硬件组成以及系统对硬件的要求,设计适用于系统的光电硬件。论文主要内容包括: (1)介绍分布式光纤振动传感器技术的基本原理,分析系统硬件设计的关键问题以及影响系统性能的因素; (2)从分析分布式光纤振动传感器系统对光源的要求出发,选择合适的激光器光源,设计电源驱动系统和温度控制系统,并进行理论分析和实验验证; (3)实现光电转换。分析选用的PIN光电二极管的理论模型,介绍光电探测电路的基本结构及电路的噪声来源,设计改进的光电探测电路;介绍PIN-FET组件,并制作其外围辅助电路。 (4)分析实现系统压力增敏的方案,介绍各种光纤振动传感用特殊光纤;从理论上分析改进光纤来实现系统增敏的原理,优化设计光纤结构以及铺设方案,并进行了实验验证。 (5)将各个分立的光电部件合理的摆放在合适的机箱中,组成整机系统。并进行整机实验。 在论文的最后,根据理论分析和实验结果,对整个系统硬件设计做一简单的总结。


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