一种高频双FBG加速度传感器及其解调方法
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徐刚(1985-),男,山东临沂人,博士研究生,现从事光纤 传感技术、激光微加工技术等研究.

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国家自然科学基金(61290311,51175393)和工信部物联网发展专项基金(工信部科(2011) 353号)资助项目 (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)


A high-frequency dual-FBG accelerometer and its demodulation method
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    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/s2,横向 灵敏度系数小于10%,并具备较好的抗干扰能力。

    Abstract:

    In order to adapt to the application of optical fiber sensor in high s peed mechanical equipment safety monitoring,a kind of double-fiber-Bragg-grating (FBG) symmetrical high-frequ ency acceleration sensor is designed and a novel FBG matched demodulation method is proposed.The structure and working principle of sensor are demonstrated,and the theoretical calculation and finite e lement method are used to analyze static and dynamic characteristics of the sensor.Finally the sensitivity,the amplitude-f requency response characteristics and transverse anti-jamming ability of the accelerometer are tested experimentally. The matched FBG demodulation principle based on the ratio method is analyzed,which can eliminate the impact o f the LED instability on the measurement accuracy.The experimental results show that:the sensor resonant fr equency is 900Hz,the sensitivity is 88mV/g and the measurement value of acceleration is up to 80m/s 2, which is basically consistent with the theoretical calculation and finite elemen t analysis results;the transverse sensitivity coefficient is less than 10%,and the sensor has a good anti-interference ability.

    参考文献
    相似文献
    引证文献
引用本文

徐刚,戴玉堂,金晓龙,曹靳,李治勇.一种高频双FBG加速度传感器及其解调方法[J].光电子激光,2013,(8):1445~1450

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  • 收稿日期:2012-11-05
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