仪表技术与传感器InstrumentTechniqueandSensor2024年第2期收稿日期:2023-07-01基于钛膜的光纤F-P声波传感器实现曾灏,袁嫣红浙江理工大学机械工程学院摘要:针对电子式声波传感器易受电磁干扰的问题,根据非本征型法布里-珀罗(EFPI)干涉结构,提出了一种基于钛膜的光纤F-P声波传感器,其利用钛膜受压形变引起F-P腔长变化实现声光换能。搭建稳定正交工作点的强度解调系统,用于降低温度漂移对解调精度的影响。经实验证明,该传感器干涉光谱消光比约12dB;能够实现1.5~8kHz正弦声波信号的探测,系统信噪比约45dB;在强度响应测试中,拟合曲线的线性度大于0.982,表明传感器具有良好的线性响应关系。关键词:光纤传感器;声波传感器;法布里-珀罗干涉;光强度解调中图分类号:TP212文献标识码:ARealizationofOpticalFiberF-PAcousticSensorBasedonTitaniumFilmZENGHao,YUANYanhongSchoolofMechanicalEngineering,ZhejiangSci-TechUniversityAbstract:Toaddressthesusceptibilityofelectronicacousticwavesensorstoelectromagneticinterference,afiber-opticF-PacousticwavesensorbasedonatitaniummembranewasproposedaccordingtotheEFPIstructure,whichusedthechangeinF-Pcavitylengthcausedbydeformationofthetitaniummembraneundercompressiontoachieveacousto-opticenergyconversion.Tolimittheeffectoftemperaturedriftondemodulationaccuracy,anintensitydemodulationsystemwithstabilizedorthogonalworkingpointswasdesignedandused.Theextinctionratioofthesensorsinterferometricspectrumisapproximately12dB,itcandetectsi-nusoidalacousticsignalsrangingfrom1.5kHzto8kHz,withasignal-to-noiseratioofapproximately45dB,andthelinearityofthefittedcurvesintheintensityresponsetestisgreaterthan0.982,indicatingthatthesensorhasagoodlinearresponserelationship.Keywords:opticalfibersensor;acousticsensor;Fabry-Perotinterference;lightintensitydemodulation0引言传统的电子式声波传感器发展历史悠久,因技术成熟在医学检测[1]、损伤探测[2]和灾害预警[3]等领域的应用十分广泛;由于是通过内部电子元件的电压变化来感知声波信号,其在强电磁干扰、潮湿等恶劣环境[4]中使用受到限制。光纤声波传感器是把外界作用的声波信号调制进光波的特征参数中[5],之后再通过光解调技术将原始信号还原,与传统电子式传感器相比,具有抗电磁干扰、高灵敏度[6]等特点。...
