邁克爾遜干涉型光纖磁傳感器穩(wěn)定性研究.pdf

1、磁傳感技術(shù)在信息工業(yè)領(lǐng)域應(yīng)用廣泛，相比于傳統(tǒng)磁傳感技術(shù)，干涉型光纖磁傳感技術(shù)具有靈敏度高的特點。本文首先對光纖磁傳感技術(shù)的研究現(xiàn)狀與發(fā)展趨勢進行了調(diào)研和總結(jié)，在此基礎(chǔ)上，提出了本課題中基于邁克爾遜干涉型光纖磁傳感系統(tǒng)架構(gòu)和總體設(shè)計方案。
　　本文分析了干涉型光纖磁傳感器的相位變化主要來源于光纖長度的變化，而對于光纖直徑、纖芯折射率的影響較小。還分析了外加應(yīng)力與磁致伸縮效應(yīng)的關(guān)系，如果張應(yīng)力作用于正磁致伸縮材料上將增大磁致伸縮效應(yīng)；

2、同時分析了磁場方向與磁致伸縮效應(yīng)的關(guān)系，知道了橫向磁場不會有縱向伸縮，因此在測試中磁場方向應(yīng)該與材料長度方向保持一致。然后通過COMSOL仿真軟件分析發(fā)現(xiàn)，當(dāng)磁場方向垂直軸向時磁致伸縮效果最好，基于仿真結(jié)果和實際情況確定磁致伸縮材料各參數(shù)為：筒的半徑3cm，高度2cm，厚度0.2mm，在筒外繞53匝光纖（10m），最后對磁傳感器進行仿真分析，發(fā)現(xiàn)該傳感器能產(chǎn)生0.25πrad的相位差。基于以上分析確定了基于邁克爾遜干涉型的光纖磁傳感測試

3、系統(tǒng)，該結(jié)構(gòu)存在的兩個問題是偏振衰落和相位漂移。
　　最后，本文對偏振衰落和相位漂移問題進行了分析。法拉第旋轉(zhuǎn)鏡法可以消除干涉信號的偏振衰落，這種方法是在反射鏡前加一塊法拉第旋轉(zhuǎn)晶體。對于干涉信號相位漂移問題，確定了相位載波交叉相乘算法，該方法可以解決相位漂移問題，并實現(xiàn)干涉信號的解調(diào)。本文利用LabVIEW軟件編寫了該算法，通過對算法的仿真分析，發(fā)現(xiàn)該算法可以很好的解調(diào)出待測信號，并且具有一定的抗噪聲能力。最后通過實驗測試，結(jié)果