摘要: 水下爆炸产生的冲击波的力学特性在民用和军事上都具有广泛的应用空间，因此对它各项参数的测量变得很重要。传统的水下爆炸冲击波测量的传感器主要有压电陶瓷和压电聚合物两种。压电陶瓷的传感器灵敏度较高，但是自身阻抗和水声介质阻抗不匹配，频率... 展开 水下爆炸产生的冲击波的力学特性在民用和军事上都具有广泛的应用空间，因此对它各项参数的测量变得很重要。传统的水下爆炸冲击波测量的传感器主要有压电陶瓷和压电聚合物两种。压电陶瓷的传感器灵敏度较高，但是自身阻抗和水声介质阻抗不匹配，频率响应曲线不平坦，无法实现对冲击波信号的精准复现;压电聚合物频率响应曲线很平坦，但是灵敏度不高。这两种传感器的抗电磁干扰性都很差，基于光纤传感技术的传感器则解决了这个问题。光纤本身能抗电磁干扰，探头体积很小，可以实现精确测量，而且光纤材料可以经受水下冲击波的爆炸冲击。光纤传感器中的光纤F-P传感器具有超小体积，易于实现高频响和高空间分辨率的测量，是实现水下冲击波测量的合适方案。本文研究了基于光纤F-P传感器的动态解调算法，所做工作如下。 1.本文研究了一种基于光纤F-P传感器的三波长光源激励、任意相位间隔的被动零差解调法，用来测量水下冲击波信号。这种动态解调方法基于双光束干涉理论，采用了三个不同波长的光源激励和任意的输出相位间隔，实现了对被测冲击波信号的相位解调。它对低精度的光纤F-P传感器的动态解调非常适用，可以实现对被测冲击波信号的较准确复现。 2.本文还研究了一种基于光纤F-P传感器的四波长光源激励、任意相位间隔的被动零差解调法，用来测量水下冲击波信号。这种动态解调算法基于三光束干涉理论，采用了四个不同波长的光源激励。基于三光束干涉的F-P腔制作时有三个反射端面，不需要镀膜来消除第三束光。而且它只有光纤组成，材料特性由光纤本身决定，这样就简化了低精度F-P传感器的制作工艺，降低了成本，又可以实现对被测冲击信号的测量。 3.本文分别对这两种算法进行了理论分析，软件仿真和标定实验。三波长光源激励、任意相位间隔的被动零差解调算法的理论分析正确，软件仿真结果与理论一致，实验标定中获得的数据进行分析后与仿真结果一致，实现了被测冲击波信号的解调。四波长光源激励、任意相位间隔的被动零差解调算法理论分析正确，软件仿真结果与理论一致，但是静态试验标定结果需要对参数设置进行进一步的修改，以便后续进行动态标定实验。 收起