光纖位移干涉儀的研制及應(yīng)用.pdf

1、為了滿足爆炸沖擊作用下爆炸密封容器動態(tài)變形過程測試的需要，基于激光多普勒效應(yīng)和外差技術(shù)，采用單模光纖器件、聲光移頻器和寬帶寬光電轉(zhuǎn)換器研制了旁軸式零差結(jié)構(gòu)和旁軸式外差結(jié)構(gòu)光纖位移干涉儀。具有結(jié)構(gòu)簡單、動態(tài)響應(yīng)快以及非接觸測量的優(yōu)點。
　　 本文研究的內(nèi)容主要包括以下幾個方面：
　　 1、介紹了光學(xué)混頻原理，推導(dǎo)了兩束具有頻率差的激光混頻干涉得到的光電轉(zhuǎn)換信號公式。在此基礎(chǔ)上與激光多普勒技術(shù)相結(jié)合，得到了參考光為原始激光的

2、零差探測系統(tǒng)和參考光為頻移激光的外差探測系統(tǒng)的光電信號表達式?；谶@兩種模型，選用窄線寬光纖激光器、聲光移頻器、寬帶寬光電轉(zhuǎn)換放大器和單模光纖無源器件搭建了旁軸式零差結(jié)構(gòu)、旁軸式外差結(jié)構(gòu)光纖位移干涉儀。
　　 2、爆炸沖擊實驗中，光電信號具有持續(xù)時間短、多普勒頻移量大、頻率變化快等特點。根據(jù)文獻調(diào)研和分析，采用短時傅立葉變換和小波變換這兩種時頻分析方法編寫數(shù)據(jù)處理程序，采用含噪模擬信號進行程序性能驗證。
　　 3、根據(jù)采

3、用的不同光路結(jié)構(gòu)和記錄設(shè)備分析了儀器的性能參數(shù)。給出了時間、位移測量和速度測量三個方面的各種性能參數(shù)的計算表達式和采用DPO4034記錄時的典型值。
　　 4、采用旁軸式外差結(jié)構(gòu)光纖位移干涉儀測量Hopkinson壓桿飛離塊的自由面速度歷程，并與桿上應(yīng)變片的測量結(jié)果相比較，驗證了位移干涉儀系統(tǒng)的有效性。鋼筒爆炸實驗采用球形炸藥中心起爆，位移干涉儀測量鋼筒外壁的動態(tài)變形過程，獲得的速度歷程曲線與基于應(yīng)力波理論和結(jié)構(gòu)振動分析的計算結(jié)