光纖聲傳感探頭與解調(diào)系統(tǒng)分析.pdf

1、21世紀(jì)是信息時(shí)代，科技飛速發(fā)展。對(duì)聲場(chǎng)信息的傳感探測(cè)在國(guó)防和國(guó)民經(jīng)濟(jì)建設(shè)等領(lǐng)域具有重大意義。光纖聲傳感具有靈敏度高，動(dòng)態(tài)范圍大，檢測(cè)頻帶寬而備受世界各國(guó)關(guān)注和研究。
　　 本文基于實(shí)驗(yàn)室已經(jīng)取得的研究成果，對(duì)光纖聲傳感探頭和系統(tǒng)部分進(jìn)行有限元模擬和理論分析，提出光纖探頭存在的問(wèn)題和解決方案，改進(jìn)解調(diào)系統(tǒng)中一些問(wèn)題的處理手段。本文的主要內(nèi)容包括：
　　 首先：在查閱大量資料的基礎(chǔ)上介紹光纖傳感尤其是聲傳感的發(fā)展歷史和國(guó)內(nèi)

2、外研究動(dòng)態(tài)。闡述光纖相位調(diào)制機(jī)理，結(jié)合邁克爾遜型干涉結(jié)構(gòu)探討光纖聲傳感的基本思想和原理。
　　 其次：介紹有限元分析思想和模擬軟件ANSYS的使用。分別對(duì)平面式和芯軸式兩種結(jié)構(gòu)探頭進(jìn)行力學(xué)分析和有限元靜力學(xué)模擬。探討理論分析結(jié)果和靜力學(xué)模擬得到的位移等值圖，提出兩種結(jié)構(gòu)光纖探頭各自的優(yōu)點(diǎn)和缺點(diǎn)以及需要改進(jìn)和優(yōu)化的方向。理論推導(dǎo)強(qiáng)度反射式光纖傳感中彈性膜片的一階固有頻率，驗(yàn)證有限元模態(tài)分析得出的各階固有頻率和理論結(jié)果的一致性。對(duì)平

3、面式和芯軸式探頭的彈性層和光纖層分別進(jìn)行模態(tài)分析，對(duì)比分析模擬得到的不同結(jié)構(gòu)光纖探頭固有頻率和變化規(guī)律，解釋芯軸式探頭和平面式探頭頻響曲線的差異。
　　 再次：描述光纖聲傳感解調(diào)系統(tǒng)中相位載波零差解調(diào)法的基本原理和過(guò)程，理論分析相位載波解調(diào)方法中載波幅值的選取過(guò)程和選取基理，提出通過(guò)頻譜儀觀察載波和其諧波高度差來(lái)確定載波幅值的新方法，并通過(guò)實(shí)驗(yàn)從側(cè)面驗(yàn)證方法的可行性。
　　 此外：理論分析光纖的非線性特性并進(jìn)行軟件模擬。