光纖位移干涉儀的研制及應用.pdf

1、為了滿足爆炸沖擊作用下爆炸密封容器動態(tài)變形過程測試的需要，基于激光多普勒效應和外差技術，采用單模光纖器件、聲光移頻器和寬帶寬光電轉換器研制了旁軸式零差結構和旁軸式外差結構光纖位移干涉儀。具有結構簡單、動態(tài)響應快以及非接觸測量的優(yōu)點。
　　 本文研究的內容主要包括以下幾個方面：
　　 1、介紹了光學混頻原理，推導了兩束具有頻率差的激光混頻干涉得到的光電轉換信號公式。在此基礎上與激光多普勒技術相結合，得到了參考光為原始激光的

2、零差探測系統和參考光為頻移激光的外差探測系統的光電信號表達式?；谶@兩種模型，選用窄線寬光纖激光器、聲光移頻器、寬帶寬光電轉換放大器和單模光纖無源器件搭建了旁軸式零差結構、旁軸式外差結構光纖位移干涉儀。
　　 2、爆炸沖擊實驗中，光電信號具有持續(xù)時間短、多普勒頻移量大、頻率變化快等特點。根據文獻調研和分析，采用短時傅立葉變換和小波變換這兩種時頻分析方法編寫數據處理程序，采用含噪模擬信號進行程序性能驗證。
　　 3、根據采

3、用的不同光路結構和記錄設備分析了儀器的性能參數。給出了時間、位移測量和速度測量三個方面的各種性能參數的計算表達式和采用DPO4034記錄時的典型值。
　　 4、采用旁軸式外差結構光纖位移干涉儀測量Hopkinson壓桿飛離塊的自由面速度歷程，并與桿上應變片的測量結果相比較，驗證了位移干涉儀系統的有效性。鋼筒爆炸實驗采用球形炸藥中心起爆，位移干涉儀測量鋼筒外壁的動態(tài)變形過程，獲得的速度歷程曲線與基于應力波理論和結構振動分析的計算結