光纤光栅传感器在爆炸冲击中的应用研究

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光纤光栅传感器是一种具有成本低,有波分复用能力,并且能在恶劣环境下工作等特性的光纤传感器,已经被广泛应用于生物技术、石油化工、土木工程等领域中。不同的光纤光栅信号解调技术都有各自的优点和缺点,所以选择合适的解调技术是工程应用的关键步骤。同时在热兵器中,爆炸冲击是非常常见的,所以为了对热兵器进行升级革新,测算冲击参数是必不可少的。本文利用光纤光栅传感来达到爆炸冲击测算的目的。首先设计了一种传感方案,用于传感测算爆炸冲击导致作用媒介产生的应变大小,并克服了超过解调方法量程以及温度变化导致测量误差等问题。同时,利用理论公式的推导验证了方案的合理性。其次,为了实验的有效进行,从下位机硬件和上位机软件两个方面着手制作了光纤光栅解调仪系统,并提供了一些相关参数设定,来满足设计方案的需要。随后,利用软件仿真得到瞬态力作用铝杆时的各种模拟数据,并进行分析得到可用来指导实际实验的相关结论。当标定波长-光强电压关系和粘贴光纤光栅这两个工作完成之后,进行相关测试实验来获取爆炸冲击的数据,并对实验数据进行了分析,得到与爆炸冲击相关的一些测量结果。最后提出了一种优化方法,来克服实际实验中的一些问题。
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