基于微波解調(diào)技術(shù)的光纖折射率陣列傳感器研究.pdf

1、折射率是一個(gè)表征液體特性的重要參數(shù)，光纖折射率傳感器因其抗電磁干擾能力強(qiáng)、探頭微型化等一系列優(yōu)點(diǎn)而備受關(guān)注，使得其在生物醫(yī)學(xué)和環(huán)境監(jiān)測(cè)等領(lǐng)域有著廣泛的應(yīng)用。針對(duì)目前光纖折射率傳感器結(jié)構(gòu)復(fù)雜、集成度差等問(wèn)題，本文研制了一種光纖折射率陣列傳感器，該陣列可實(shí)現(xiàn)傳感器的多功能化以及解決交叉敏感等問(wèn)題。本文還基于微波解調(diào)技術(shù)搭建了一套折射率陣列傳感器解調(diào)系統(tǒng)，并使用該系統(tǒng)來(lái)實(shí)現(xiàn)折射率傳感。本文研究的主要內(nèi)容如下：
　　(1)本文對(duì)光載波的微

2、波測(cè)量技術(shù)進(jìn)行了理論分析，并通過(guò)仿真驗(yàn)證了該技術(shù)的可行性。在理論分析和仿真的基礎(chǔ)上，搭建了一套用于折射率陣列傳感器的解調(diào)系統(tǒng)。
　　(2)使用去噪算法對(duì)信號(hào)做處理，并對(duì)該解調(diào)系統(tǒng)進(jìn)行了性能分析。本文使用累加平均和小波變換兩種算法對(duì)解調(diào)信號(hào)進(jìn)行了去噪處理，對(duì)比去噪前后信號(hào)，累加平均和小波變換對(duì)噪聲有較好的抑制作用。
　　(3)用搭建好的系統(tǒng)來(lái)解調(diào)光纖折射率陣列傳感器，并做了液體折射率測(cè)量實(shí)驗(yàn)。本文提出了一種自校準(zhǔn)結(jié)構(gòu)來(lái)提高測(cè)量

3、精度，并制作了自校準(zhǔn)傳感器。本文中的折射率傳感器是基于菲涅爾反射型的，采用一個(gè)1×8的光纖分路器來(lái)實(shí)現(xiàn)傳感器陣列的并聯(lián)復(fù)用，從而實(shí)現(xiàn)了折射率陣列傳感器的8通道同時(shí)測(cè)量。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明由此解調(diào)的折射率傳感器靈敏度可達(dá)4.228mV/RIU，線性度約為0.989，并具有良好的穩(wěn)定性和重復(fù)性。由于本文提出的解調(diào)技術(shù)是基于強(qiáng)度解調(diào)，因此易受光源波動(dòng)和傳感光纖振動(dòng)等干擾，為此提出了一種自校準(zhǔn)結(jié)構(gòu)。自校準(zhǔn)結(jié)構(gòu)就是制作一種具有兩個(gè)反射面的傳感器，一個(gè)反