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摘要利用光纤传感来探测地震波是近二十年来发展起来的一种新型地震波探测技术，它具有抗干扰能力强、灵敏度极高、测量动态范围大等优点，因而在地震预报、石油勘测等领域具有重要的应用。本论文对一种基于双端固支梁结构的光线迈克尔逊型加速度传感器的频率响应特性进行了定量测量，研究了传感器的共振频率与梁的几何结构参数和材料的杨氏模量的关系，测量了质量块质量对传感器共振频率的影响，实验测量的数据与理论结果吻合很好。该传感器中光纤迈克尔逊干涉仪的两个臂分别贴在梁（弹性板）的上下表面，在外来加速度影响下，梁的上下表面一面压缩，一面伸长，这样形成了推挽式结构，有很高的灵敏度和很强的抑制噪声能力。28697
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关键词 光纤传感 加速度传感器 光纤迈克尔逊干涉仪 振动频率
毕业论文设计说明书外文摘要
Title Test and Research on the vibration frequency of the Michelson optical fiber acceleration sensor
Abstract
Using optical fiber sensor to detect seismic wave is developed in the recent 20 years as a new type of seismic wave detection technology, it has strong anti-interference ability, high sensitivity, dynamic range of measurement, etc., so in earthquake prediction, oil exploration and other fields has important applications.In this paper, we have a quantitative measurement of a frequency response characteristics of a fiber optic Michelson type acceleration sensor based on the clamped-clamped beam structure.We stood the relationship between the resonant frequency of the sensor and the beam geometry parameters and the material Young's modulus, measured the mass on the resonant frequency of the sensor effect, experimental data and the theoretical results agree very well.The two arms of the sensor fiber Michelson interferometer were posted on plate (elastic) beams under the surface, in under the influence of external acceleration, beam on the under surface side compression, a stretch, so that the formation of push-pull structure, high sensitivity and strong suppressing noise ability.
Keywords Fiber optic sensing Acceleration sensor Fiber optic Michelson interferometer Vibration frequency
目 次
1 引言 1
1.1 光纤传感器简介 1
1.2 光纤传感器的分类及特点 1
1.3 课题研究的目的及意义 3
1.4 课题研究的主要内容 4
2 光纤加速度传感器的基本原理 5
2.1 光纤加速度传感器原理 5
2.2 干涉型光纤加速度传感器的理论基础 6
2.3 光相位调制机理12
3 光纤加速度传感器实验验证 14
3.1 光纤加速度传感器传感头的设计原理 14
3.2 光纤加速度传感器的共振频率 16
3.3 实验验证 16
结论 18
致谢 19
参考文献 20
图1.1 基于双光栅透射光强调制的光纤加速度计 2
图1.2 Michelson干涉型地震检波器结构示意图 3
图1.3 基于改性悬臂梁结构的光纤光栅地震波传感器 3
图2.1 光纤加速度传感器原理简图 5
图2.2 带法拉第旋转镜的迈克尔逊光纤干涉仪原理简图 7
图3.1 光纤迈克尔逊型加速度传感器的简单原理与基本结构 14
图3.2 光纤加速度传感器传感头简化力学模型 15
图3.3 实验原理图 17
图3.4 激光光源 17
图3.5 信号发生器 18
图3.6 相位调制器及传感器 18
图3.7 示波器 19
图3.8 未调制的波形图 19
图3.9 调制后的波形图 20