狹小曲面層間間隙光纖光柵測(cè)量系統(tǒng)的研制.pdf

1、近年來，光纖光柵作為一種新型的光纖無源器件已在許多領(lǐng)域發(fā)揮著重要的作用。光纖光柵傳感器是近二十年發(fā)展最為迅速的一種新型的光纖傳感器，由于其與傳統(tǒng)的機(jī)電傳感器相比具有很多優(yōu)勢(shì)，如：本質(zhì)防爆、抗電磁干擾、抗輻射、耐高溫、體積小、重量輕、靈活方便等優(yōu)點(diǎn)，因而得到廣泛應(yīng)用。 本文利用光纖光柵的應(yīng)變特性，設(shè)計(jì)制作了一種狹小曲面層間間隙光纖光柵測(cè)量系統(tǒng)。主要研究工作及成果分為三部分：傳感探頭的研制、解調(diào)系統(tǒng)的研制和檢測(cè)標(biāo)定裝置的研制。

2、 1、傳感探頭的研制 傳感探頭是最為關(guān)鍵的部分，針對(duì)狹小空間的間隙測(cè)量，經(jīng)過大量實(shí)驗(yàn)，研制成功了雙光柵超薄結(jié)構(gòu)傳感探頭。雙光柵超薄結(jié)構(gòu)探頭中使用了一特殊結(jié)構(gòu)的彈片，在彈片中埋入了兩個(gè)不同布喇格波長的光柵。 傳感器彈片的結(jié)構(gòu)是實(shí)現(xiàn)曲面層間間隙轉(zhuǎn)變成光纖光柵軸向應(yīng)變的關(guān)鍵。彈片材料的厚度要合適、彈性要好、強(qiáng)度要高。 由于雙光柵結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)，既解決了溫度和解調(diào)儀系統(tǒng)誤差的影響問題，同時(shí)也提高了傳感器的靈敏度。

3、2、解調(diào)系統(tǒng)的研制 針對(duì)項(xiàng)目的特殊要求，從硬件和軟件兩個(gè)方面，對(duì)光纖光柵解調(diào)系統(tǒng)進(jìn)行了研制。軟件方面，我們采用模塊化設(shè)計(jì)以及友好的人機(jī)交互界面，使解調(diào)系統(tǒng)具有了如下功能：1、實(shí)時(shí)波長顯示、實(shí)時(shí)波長差顯示、實(shí)時(shí)間隙測(cè)量顯示功能；2、數(shù)據(jù)存儲(chǔ)功能；3、傳感器標(biāo)定功能；4、不同半徑曲面測(cè)量功能；5、曲面間隙計(jì)算功能；6、數(shù)據(jù)回放功能。 3、檢測(cè)標(biāo)定裝置的研制 由于我們所研制的傳感器，是作特殊用途的，沒有現(xiàn)成的檢測(cè)工具，