研究目的
提出一种结构简单、灵敏度高且工作频带宽的内嵌式光纤双折射增强加速度计（FOBEA），用于煤矿监测等场景中的微振动检测。
研究成果
所提出的FOBEA展现出高灵敏度和宽频响应特性，其中FOBEA-1在20-3800 Hz范围内达到1.06 rad/g，FOBEA-2在20-2000 Hz范围内达到16.97 rad/g。双折射增益通过圆柱材料得到增强，且传感器在40°C以下保持稳定。这使其适用于煤矿等环境中的微振动监测。
研究不足
传感器在40°C以上可能出现温度串扰，解调时需高通滤波。聚氨酯圆柱体的额外增益与其材料特性相关，其可重复性可能受制造差异影响。工作频段受系统固有频率限制。
1：实验设计与方法选择：
本研究采用偏振模干涉仪设计，将熊猫保偏光纤（PMF）缠绕在换能器圆柱体上以增强双折射效应。理论模型包含相位偏移、双折射增益及灵敏度计算的方程式。
2：样本选择与数据来源：
制备了两款加速度计——FOBEA-1（铜制圆柱体）和FOBEA-2（聚氨酯制圆柱体），并明确了光纤长度、圆柱体尺寸及材料特性等参数。
3：实验设备与材料清单：
设备包括窄线宽激光器（RIO Orion）、PMF偏振器、熊猫保偏光纤、光谱分析仪（Yokogawa AQ6370C）、振动台（B&K 4809）、参考加速度计（B&K 8305）、信号发生器（B&K 3160-A-022）、功率放大器（B&K 2176）、光电二极管及管式炉（GSL-1100X）。材料包含铜、聚氨酯、紫外固化丙烯酸涂层、银膜及硅胶。
4：9）、参考加速度计（B&K 8305）、信号发生器（B&K 3160-A-022）、功率放大器（B&K 2176）、光电二极管及管式炉（GSL-1100X）。材料包含铜、聚氨酯、紫外固化丙烯酸涂层、银膜及硅胶。 实验流程与操作步骤：
4. 实验流程与操作步骤：传感光纤在张力作用下缠绕于圆柱体并用硅胶固定，通过振动台装置测试灵敏度；在管式炉中测试温度串扰。数据通过光谱分析与傅里叶变换方法采集。
5：数据分析方法：
采用快速傅里叶变换（FFT）获取空间频率，基于相位偏移与双折射变化计算灵敏度，并将理论模型与实验结果进行对比。
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Optical Spectrum Analyzer
AQ6370C
Yokogawa
Used to record the output light spectrum and obtain spatial frequencies via FFT.
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Laser
RIO Orion 803 467
RIO
Used as a light source in the experimental setup for the accelerometer.
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Vibrator
4809
B&K
Used to generate vibrations for sensitivity testing of the accelerometer.
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Reference Accelerometer
8305
B&K
Used as a reference to measure applied acceleration during testing.
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Signal Generator
3160-A-022
B&K
Used to drive the vibrator with frequency sweeps.
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Power Amplifier
2176
B&K
Used to amplify signals for the vibrator.
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Tubular Furnace
GSL-1100X
Used for temperature crosstalk testing of the accelerometers.
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Polarization Maintaining Fiber
46th institute of CETC
Used as the sensing fiber in the accelerometer, with specific birefringence properties.
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