【摘 要】
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低频振动监测在地震灾害监测领域具有非常重要的意义。加速度传感器是地震灾害监测领域的关键之一，其性能对低频地震信号的监测至关重要。光纤布拉格光栅(FBG)加速度传感器是近些年的研究热点，它具有抗电磁干扰、体积小便于携带、精度高、可靠稳定性好等优点，能够代替传统电类传感器进行低频振动信号测量。但是，对小于10Hz的低频振动信号测量存在无法准确测量和测量灵敏度低的问题，针对上述存在的问题，本文研制了一种
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低频振动监测在地震灾害监测领域具有非常重要的意义。加速度传感器是地震灾害监测领域的关键之一，其性能对低频地震信号的监测至关重要。光纤布拉格光栅(FBG)加速度传感器是近些年的研究热点，它具有抗电磁干扰、体积小便于携带、精度高、可靠稳定性好等优点，能够代替传统电类传感器进行低频振动信号测量。但是，对小于10Hz的低频振动信号测量存在无法准确测量和测量灵敏度低的问题，针对上述存在的问题，本文研制了一种对称L梁结构的FBG加速度传感器以实现对地震低频信号的探测，主要研究内容包括:
(1)理论分析光纤布拉格光栅传感原理，对FBG加速度传感器理论模型进行分析，阐述了FBG加速度传感器的基本原理。根据光纤布拉格光栅的传感原理和一般加速度传感器的设计为理论基础，设计提出了一种对称L型梁结构光纤布拉格光栅(SLFBG)加速度传感器，力学理论推导出SLFBG加速度传感器的固有频率和灵敏度理论公式。
(2)利用MATLAB软件分别讨论了L臂长短臂比值、膜片厚度和质量块质量这三个结构参数对加速度传感器的固有频率和灵敏度的影响，确定了SLFBG加速度传感器结构参数。在确定主要结构参数L臂长短臂比值、膜片厚度和质量块质量后使用SOLIDWORKS对SLFBG加速度传感器进行三维建模，使用ANSYS有限元软件对SLFBG加速度传感器模型进行模态分析和静力分析。
(3)构建测试系统对SLFBG加速度传感器进行幅频响应特性、线性响应特性和抗横向干扰性能进行性能测试，得到了传感器的性能指标。测试结果表明:对称L梁结构的FBG加速度传感器固有频率约为27Hz，灵敏度为241.2pm/g，传感器的横向干扰度小于10％，实现了对小于10Hz的低频振动信号的测量。
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