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一种高频双FBG加速度传感器及其解调方法
  • ISSN号:1005-0086
  • 期刊名称:光电子-激光
  • 时间:2013.8.15
  • 页码:1445-1450
  • 分类:TN253[电子电信—物理电子学]
  • 作者机构:[1]武汉理工大学光纤传感技术国家工程实验室,湖北武汉430070, [2]武汉市城市路桥收费管理中心,湖北武汉430050
  • 相关基金:国家自然科学基金(61290311,51175393)和工信部物联网发展专项基金(212信部科(2011)353号)资助项目
  • 相关项目:超声波辅助的超短激光微加工技术及新型光纤传感器制备
中文摘要:

为了适应光纤传感器在高转速机械设备安全监测中的应用,设计了一种双光纤布拉格光栅(FBG)对称式的高频光纤光栅加速度传感器,并提出一种新的匹配FBG解调方法。阐述了传感器的结构和工作原理,利用有限元方法分析了传感器的静态与动态特性,并通过实验对传感器的灵敏度、幅频响应特性和横向抗干扰能力等方面进行了测试。提出了基于比值法的匹配光纤光栅解调原理,消除了光源不稳定等因素对检测精度的影响。实验结果表明,本文传感器谐振频率为900Hz,灵敏度为88mV/g,加速度测量范围大于80m/s^2,横向灵敏度系数小于10%,并具备较好的抗干扰能力。

英文摘要:

In order to adapt to the application of optical fiber sensor in high speed mechanical equipment safety monitoring, a kind of double-fiber-Bragg-grating (FBG) symmetrical high-frequency acceleration sensor is designed and a novel FBG matched demodulation method is proposed. The structure and work- ing principle of sensor are demonstrated, and the theoretical calculation and finite element method are used to analyze static and dynamic characteristics of the sensor. Finally the sensitivity,the amplitude-fre- quency response characteristics and transverse anti-jamming ability of the accelerometer are tested exper- imentally. The matched FBG demodulation principle based on the ratio method is analyzed,which can e- liminate the impact of the LED instability on the measurement accuracy. The experimental results show that:the sensor resonant frequency is 900 Hz,the sensitivity is 88 mV/g and the measurement value of acceleration is up to 80 m/s2 ,which is basically consistent with the theoretical calculation and finite element analysis results; the transverse sensitivity coefficient is less than 10%, and the sensor has a good anti-interference ability.

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期刊信息
  • 《光电子.激光》
  • 北大核心期刊(2011版)
  • 主管单位:天津市教育委员会
  • 主办单位:天津理工大学 中国光学学会
  • 主编:巴恩旭
  • 地址:天津市西青区宾水西道391号
  • 邮编:300384
  • 邮箱:baenxu@263.net baenxu@aliyun.com
  • 电话:022-60214470
  • 国际标准刊号:ISSN:1005-0086
  • 国内统一刊号:ISSN:12-1182/O4
  • 邮发代号:6-123
  • 获奖情况:
  • 中国期刊方阵“双效”期刊
  • 国内外数据库收录:
  • 美国化学文摘(网络版),荷兰文摘与引文数据库,美国工程索引,中国北大核心期刊(2004版),中国北大核心期刊(2008版),中国北大核心期刊(2011版),中国北大核心期刊(2014版),中国北大核心期刊(2000版)
  • 被引量:16551