消除压电陶瓷发热影响的光纤光栅传感解调方案

"压电陶瓷发热对光纤光栅传感信号干涉解调的影响" 本文主要探讨了在光纤光栅传感系统中，采用非平衡干涉解调技术时，压电陶瓷作为驱动元件所带来的问题及其解决方案。压电陶瓷在通电发热过程中会引入热噪声，这种热噪声会干扰解调出的相位信息，导致附加相移，从而影响传感系统的精度和稳定性。作者通过理论分析和实验验证，证实了这一现象。 为了消除压电陶瓷发热产生的热噪声影响，研究者提出了一种创新方案，即把驱动元件从干涉装置中独立出来。通过对比无温度控制、有温度控制以及分离驱动元件的三种不同类型的Michelson非平衡干涉解调装置，实验结果显示，采用分离驱动元件的方案能有效地消除热噪声，且无需等待系统达到新的热平衡，这大大提高了系统的响应速度和精度。 在实验中，他们采用了具有温度控制的 Michelson 干涉仪进行对比，发现分离驱动元件的方案在传感灵敏度上表现出优越性。实验测得的系统传感灵敏度为0.9609°/με，这意味着系统对微小变化的感知能力极强，可以检测到非常微弱的信号。此外，该系统的分辨率达到了5.5 nε，这表明它能够在极小的范围内区分不同的信号变化，具有高分辨率特性。 关键词中的“光纤光学”、“光纤光栅传感器”、“干涉解调装置”和“迈克耳孙干涉仪”是本文的核心概念。光纤光栅传感器是一种利用光纤中的光栅结构来感测物理量的设备，广泛应用于各种环境监测、结构健康监测等领域。干涉解调是其常用的数据读取方法，而迈克耳孙干涉仪是实现干涉解调的常见光学装置。温度控制则在光纤光栅传感系统中扮演关键角色，因为它直接影响到系统的稳定性和精度。 总结来说，这篇论文揭示了压电陶瓷发热对光纤光栅传感信号的影响，并提出了一种有效的方法来解决这个问题，提升了光纤光栅传感器的性能。这一研究对于优化光纤光栅传感系统的设计，提高其在实际应用中的可靠性具有重要的指导意义。