多通道光纤衰荡传感器的实现和应用

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1、～k第一章光纤环形腔衰荡光谱技术⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯．7．第一节引言⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯．．7．第二节FLRDS技术工作原理⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯．．7．第三节FLRDS技术的优势和缺陷⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯．9．第二章多通道光纤环形腔衰荡传感器⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯．11．第一节引言⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯．11．第二节多通道FLRDS

2、传感网络设计⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯．11．第三节多通道FLRDS传感网络设计方案和实验验证⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯．12．第四节多通道FLRDS最大复用数的理论分析⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯．．．17．2．4．1光纤色散传输理论⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯．17．(一)光纤结构⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯．．17。(二)光纤种类⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯．．．⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯．．．18．(三)多模光纤色散⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯

3、⋯⋯⋯．．．⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯．．．19。2．4．2多模光纤色散对多通道FLRDS复用数的影响⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯．21．第五节本章小结⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯．．．⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯．22．第三章基于人工神经网络的FLRDS传感器温度补偿⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯．25．第一节引言⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯．．．⋯⋯⋯⋯⋯．．．⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯。⋯⋯．25．第二节环境温度对FLRDS压力传感器的影响⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯．．．25．第三节基于人工神经网络的FLRDS传感器

4、温度补偿机制⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯．．．．27．3．3．1人工神经网络⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯．27．3．3．2基于BP神经网络的FLRDS压力传感器温度补偿⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯．．．28．第四节本章小结⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯．31．IX福建师范大学工学硕士学位论文第四章基于超磁致伸缩效应的FLRDS电流传感器⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯-33-第一节引言⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯．一33-第二节基于超磁致伸缩效应的

5、电流传感头的设计⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯．33—4．2．1基于超磁致伸缩效应的电流传感原理⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯．．-33-4．2．2基于超磁致伸缩效应的电流传感头设计⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯一34—4．2．3电流传感头的温度补偿⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯．．-35一第三节基于超磁致伸缩效应的FLRDS电流传感器设计⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯．-36-第四节本章小结⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯一37一第五章结论⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯

6、⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯．一39-参考文献⋯⋯⋯⋯⋯：⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯．-41-攻读学位期间承担的科研任务与主要成果⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯-48-致谢⋯⋯⋯⋯⋯⋯．⋯⋯⋯⋯．⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯。．．．．．⋯．⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯一49-个人简历⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯．-50一：柑-一、{。机岛tX加^h～‘，¨^“1：o正矽～k绪论随着光电子和光通信技术的迅猛发展，光纤传感器越来越得到

7、人传感器相比，光纤传感器具有轻便、抗腐蚀、抗电磁干扰、耐高带宽等优点，因此被广泛应用在高温易燃易爆等危险环境中。随着光电器件性价比不断提升，在某些测量领域，光纤传感器开始逐步取代传统传感器。光纤环形腔衰荡光谱技术(Fiber—loopRing-downSpectroscopy，FLRDS)n1是一种高灵敏度的传感技术。它的传感机制是光纤环形腔内的光损耗与外界的某些参量变化在某个区间范围内成线性关系。目前它被广泛地应用到测量压力、应变、折射率、生物化学溶液浓度、电流、温度等领域。但是，传统的FLRDS系统只有一个测试通

8、道，每次测试只能测试一个外界参数。近些年来，在越来越多的测量场合，我们面临着需要同时进行多路测量的情况，比如检测大桥的多个位置路况、测定多种不同溶液的浓度，等等。在这样的场合，传统的FLRDS便不能满足应用的需求。最近，一种新式的双通道FLRDS传感系统设计曙1引起关注。新式FLRDS系统利用时分复用原理，通过两个通道共享同一个光源和探测器的方