光纤光栅振动传感器的振动理论分析
2012-10-22郭明金王熙熙
武汉理工大学学报(信息与管理工程版) 2012年2期
陈 帮,郭明金,王熙熙
(武汉理工大学光纤传感技术国家工程实验室,湖北 武汉 430070)
随着社会进步、经济发展和生活质量的提高,人们的安全防范需求也在不断增长。周界入侵报警系统作为安全防范的首要防线,目前主要采用主动红外入侵传感器[1-2]、微波对射入侵传感器[3-4]、激光对射传感器、振动传感电缆传感器[5]和泄漏电缆入侵传感器[6-7],这些传感器的主要缺点是受气候环境的干扰较大,误报率较高。光纤干涉型振动传感器[8-10]虽然克服了上述传感器的缺点,但由于其原理的限制,不能对入侵的位置进行精确定位。而新型光纤布喇格光栅振动传感器[11]既保留了光纤振动传感器的抗电磁干扰、信息容量大和传输距离远等优点,又克服了不能精确定址的缺点,具有灵敏度高、响应时间短、误报和漏报率低等优点。基于光纤布喇格光栅振动传感器的周界入侵报警系统可广泛应用于机场、油库、核电站、军事基地、监狱外墙、住宅小区、银行金库、石油管道和高速公路隔离带等,是今后周界入侵报警系统发展的方向。
笔者着重从理论上分析了光纤布喇格光栅振动传感器的振动特性,将其近似为单质点的弦振动模型,对其进行等效刚度变换并等效为简单的弹簧-质量系统。首先确定系统的阻尼比,然后根据系统阻尼比计算出系统的最大振幅以及光纤长度的最大变化量,通过与丹麦BK公司生产的型号为7700的振动台测得的光纤长度实际最大变化量相比较,来检测弹性系数等效法是否准确。……
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