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分布式光纤管道泄漏检测和定位技术 被引量：78
1
作者 周琰 靳世久 +1 位作者 张昀超 孙立瑛 《石油学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2006年第2期121-124,共4页
提出了一种基于Mach-Zehnder光纤干涉仪原理的新型分布式光纤管道泄漏测试技术。该检测技术利用在管道沿线附近敷设的一条光缆中的3条单膜光纤构成分布式微振动测试传感器,通过检测管道沿途所发生的泄漏噪声,可以实时地监测管道沿线所... 提出了一种基于Mach-Zehnder光纤干涉仪原理的新型分布式光纤管道泄漏测试技术。该检测技术利用在管道沿线附近敷设的一条光缆中的3条单膜光纤构成分布式微振动测试传感器,通过检测管道沿途所发生的泄漏噪声,可以实时地监测管道沿线所发生的泄漏情况。利用广义相关时延估计算法,通过确定2个测试信号的时延可以获得泄漏点的位置。阐述了该检测技术的测试原理和泄漏点定位方法,并对现场试验数据进行了分析。理论分析和试验结果表明,该测试技术可以有效地提高管道泄漏测试的灵敏度和定位精度。 展开更多
关键词 管道 泄漏检测技术 光纤干涉仪 传感器 定位技术 时延估计算法
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用3×3耦合器的干涉仪直接解调光纤光栅传感器的信号 被引量：26
2
作者 江毅 陈淑芬 《光学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2004年第11期1487-1490,共4页
为了简单直接地解调出光纤光栅的波长移动 ,提出了另外一种非平衡马赫曾德尔干涉仪的直接解调技术。用一只 2× 2耦合器和一只 3× 3耦合器组成非平衡的马赫曾德尔光纤干涉仪 ,作为光纤光栅的波长移动解调器。解调器输出的 3路... 为了简单直接地解调出光纤光栅的波长移动 ,提出了另外一种非平衡马赫曾德尔干涉仪的直接解调技术。用一只 2× 2耦合器和一只 3× 3耦合器组成非平衡的马赫曾德尔光纤干涉仪 ,作为光纤光栅的波长移动解调器。解调器输出的 3路信号 ,互成 12 0°相位差。通过对 3路输出信号计算的方法 ,就可以直接解调出光纤光栅的波长移动。将 3路信号采集送入计算机 ,用软件实现了信号的解调。测量结果表明 ,在干涉仪两臂长度相关 5mm时 ,测量动态应变的分辨率达到了 0 5 1nε/Hz1/2 。还得到了输出信号的频谱和输入输出信号的关系。 展开更多
关键词 解调器 光纤光栅传感器 耦合器 输出信号 解调技术 光纤干涉仪 软件实现 移动 计算机 信号采集
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啁啾光纤光栅法布里-珀罗传感器波分频分复用 被引量：25
3
作者 饶云江 周昌学 +2 位作者 冉曾令 朱涛 陈容睿 《中国激光》 EI CAS CSCD 北大核心 2006年第5期631-635,共5页
实现了一种具有大容量复用潜力的啁啾光纤光栅(CFBG)法布里-珀罗(F-P)传感器复用系统。该传感器复用系统的建立基于波分频分复用方法,即中心波长相同的传感器利用腔长不同空间频率不同来实现空间频分的复用,采用不同中心波长的传感器阵... 实现了一种具有大容量复用潜力的啁啾光纤光栅(CFBG)法布里-珀罗(F-P)传感器复用系统。该传感器复用系统的建立基于波分频分复用方法,即中心波长相同的传感器利用腔长不同空间频率不同来实现空间频分的复用,采用不同中心波长的传感器阵列与频分复用方法相结合就可实现波分频分复用。描述了该光纤光栅法布里-珀罗传感器复用系统的结构、原理及应变实验结果。实验结果表明,该方法可以大大地提高光纤光栅法布里-珀罗应变传感器的复用能力,理论上可复用数百个光纤光栅法布里-珀罗应变传感器;实验中应变测量精度好于±10με,可满足大部分实际应用的要求。 展开更多
关键词 光纤光学 光纤传感器 啁啾光纤光栅 法布里-珀罗干涉仪 复用
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用光纤迈克耳孙干涉仪测量折射率 被引量：21
4
作者 李毛和 张美敦 《光学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2000年第9期1294-1296,共3页
对测量群折射率的白光干涉和光纤迈克耳孙 (Michelson)干涉仪技术进行了改进。采用样品夹片和样品与探测光纤端面接触的方法 ,可以使群折射率的测量过程简单化。根据反射峰宽度的变化 ,可以调整样品反射界面与光纤的准直性 ,提高测量精度。
关键词 白光干涉 折射率 光纤迈克耳孙干涉仪
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基于反馈环全光纤干涉的定位系统 被引量：23
5
作者 孙尧 贾波 张天照 《传感器与微系统》 CSCD 北大核心 2006年第1期44-46,共3页
提出了一种用于长距离定位监测的新型传感系统。该系统在全光纤干涉系统中构建反馈环,首次采用单芯光纤作为传感光纤,结合快速傅里叶变换和小波变换对信号进行处理,实现了对随机扰动源的监测定位。实验获得了清晰的频谱图像,系统定位的... 提出了一种用于长距离定位监测的新型传感系统。该系统在全光纤干涉系统中构建反馈环,首次采用单芯光纤作为传感光纤,结合快速傅里叶变换和小波变换对信号进行处理,实现了对随机扰动源的监测定位。实验获得了清晰的频谱图像,系统定位的相对误差小于0.08%,可实现定位监测功能。 展开更多
关键词 光纤 定位 干涉仪 反馈环 分布式传感器
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光放大外腔式光纤法布里-珀罗干涉传感系统 被引量：18
6
作者 江建 饶云江 +1 位作者 冉曾令 廖天奎 《光学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2004年第2期183-186,共4页
提出了一种大幅度提高外腔式法布里珀罗干涉传感器干涉信号强度的方法 ,利用掺铒光纤放大自发辐射产生的光源代替一般宽带光源 ,同时由于掺铒光纤的放大作用可以放大干涉信号 ,将光纤法布里珀罗传感器的信号强度提高了 4个数量级 ,因而... 提出了一种大幅度提高外腔式法布里珀罗干涉传感器干涉信号强度的方法 ,利用掺铒光纤放大自发辐射产生的光源代替一般宽带光源 ,同时由于掺铒光纤的放大作用可以放大干涉信号 ,将光纤法布里珀罗传感器的信号强度提高了 4个数量级 ,因而利用该方法可获得很强的信号和较高的信噪比。介绍了基于光放大的外腔式法布里珀罗干涉传感系统的结构、测量原理及实验。实验结果表明该传感器的应变精度为± 10 με,可满足实际应用的要求。该传感系统在大幅度提高传感器信号强度的同时并未提高系统的成本 ,因此有着较高的性价比和实用价值。 展开更多
关键词 波导光学 光纤传感器 法布里-珀罗干涉仪 掺铒光纤 应变计 信噪比 增益特性
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用于探测极低频信号的光纤传感器相位生成载波解调方法 被引量：21
7
作者 王林 何俊 +1 位作者 李芳 刘育梁 《中国激光》 EI CAS CSCD 北大核心 2011年第4期118-124,共7页
提出并实现了一种用于微弱极低频信号探测的干涉式光纤传感器相位生成载波(PGC)解调方法。对PGC解调方法中微分交叉相乘(DCM)及反正切(Arctangent)两种相位抽取算法应用于极低频信号解调进行了理论分析和算法仿真,其结果表明,DCM式PGC... 提出并实现了一种用于微弱极低频信号探测的干涉式光纤传感器相位生成载波(PGC)解调方法。对PGC解调方法中微分交叉相乘(DCM)及反正切(Arctangent)两种相位抽取算法应用于极低频信号解调进行了理论分析和算法仿真,其结果表明,DCM式PGC算法解调极低频信号时,其结果中存在直流漂移,而Arctangent式PGC算法的解调结果中不存在直流漂移问题。进而基于光纤干涉仪搭建了极低频光纤传感系统,并进行了两种PGC解调算法的对比实验,实验结果表明,Arctangent式PGC算法不存在DCM式PGC算法解调极低频信号时的直流漂移,且能够准确解调极低频信号,与理论分析的结论相符。最后采用Arctangent式PGC算法实现了极低频干涉式光纤传感系统,该系统达到的最低可探测信号频率为0.01 Hz,最小可探测信号为4×10-4rad/Hz,动态范围为110 dB@1 Hz,线性相关系数为99.99%。 展开更多
关键词 光纤光学 光纤传感 光纤干涉仪 极低频 相位生成载波
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全光纤Mach-Zehnder干涉仪及其在光纤自发布里渊散射测量中的应用 被引量：16
8
作者 何玉钧 李永倩 +2 位作者 杨志 尹成群 芳野俊彦 《光子学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2002年第7期865-869,共5页
从理论上分析了全光纤 Mach- Zehnder干涉仪的分光原理 ,并将所研制的全光纤单通Mach- Zehnder干涉仪和双通 Mach- Zehnder干涉仪应用于自发布里渊散射光谱的测量 。
关键词 全光纤MACH-ZEHNDER干涉仪 布里渊散射 瑞利散射 自由程 分光原理 光谱测量
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基于空芯光子晶体光纤的法-珀干涉式高温应变传感器 被引量：19
9
作者 饶云江 黎宏 +1 位作者 朱涛 邓明 《中国激光》 EI CAS CSCD 北大核心 2009年第6期1484-1488,共5页
基于空芯光子晶体光纤(HCPCF)耐高温、温度稳定性好的特性,对利用空芯光子晶体光纤与两根普通单模光纤通过熔接构成的微小型光纤法布里-珀罗(F-P)干涉仪进行了高温应变特性实验研究。结果表明,在100～700℃温度范围内,HCPCF F-P具有较... 基于空芯光子晶体光纤(HCPCF)耐高温、温度稳定性好的特性,对利用空芯光子晶体光纤与两根普通单模光纤通过熔接构成的微小型光纤法布里-珀罗(F-P)干涉仪进行了高温应变特性实验研究。结果表明,在100～700℃温度范围内,HCPCF F-P具有较好的温度稳定性,并测得600℃的温度下其应变测量的灵敏度约为5.94 nm/με,线性度约为0.9997,温度对应变灵敏度的最大影响约1.5%,测量精度约0.08%FS。理论和实验结果表明高温下HCPCF F-P具有温度灵敏度较低,应变灵敏度较高,温度对应变灵敏度的交叉影响小,线性度和重复性好,且没有迟滞现象以及应变测量范围大等优点。 展开更多
关键词 导波与光纤光学 光纤传感器 法布里-珀罗干涉仪 高温应变 光子晶体光纤
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干涉型光纤传感器直流相位跟踪检测系统的改进 被引量：14
10
作者 李昕彤 廖延彪 《激光杂志》 CAS CSCD 北大核心 2003年第4期16-17,共2页
对干涉型光纤传感器直流相位跟踪检测系统进行了分析和改进 ,通过在检测系统中加入简单的电路模块 ,使系统的幅频响应特性得到改善。建立了Michelson光纤干涉型传感系统 。
关键词 干涉型光纤传感器 光纤干涉仪 直流相位跟踪检测系统 电路模块 幅频响应特性
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分布式光纤布里渊散射温度传感实验系统 被引量：12
11
作者 杨志 李永倩 +2 位作者 何玉钧 崔翔 芳野俊颜 《光子学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2003年第1期14-17,共4页
提出一种基于布里渊光时域反射计法的分布式光纤布里渊散射温度传感系统 .光源采用窄谱半导体激光器 .声光调制器将光源调制成窄脉冲 ,并由高增益光纤放大器放大 ,产生高功率光脉冲信号 ,提高了自发布里渊散射信号的强度 .采用双通马赫 ... 提出一种基于布里渊光时域反射计法的分布式光纤布里渊散射温度传感系统 .光源采用窄谱半导体激光器 .声光调制器将光源调制成窄脉冲 ,并由高增益光纤放大器放大 ,产生高功率光脉冲信号 ,提高了自发布里渊散射信号的强度 .采用双通马赫 -曾德干涉仪将布里渊散射从瑞利散射中分离出来 ,在一段 4 .2 5km长的光纤上进行分布式温度传感的实验研究 .双通马赫 曾德干涉仪对瑞利散射进行了很好的抑制 ,得到了比较纯净的随温度变化的布里渊散射信号 . 展开更多
关键词 光纤传感 布里渊散射 马赫-增德干涉仪 分布式温度传感 实验研究
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基于空芯光子晶体光纤的全光纤法布里-珀罗干涉式加速度传感器 被引量：18
12
作者 柯涛 朱涛 +2 位作者 饶云江 徐敏 史翠华 《中国激光》 EI CAS CSCD 北大核心 2010年第1期171-175,共5页
研究了一种基于悬臂梁结构的光纤法布里-珀罗干涉式加速度传感器,光纤法布里-珀罗腔是用电弧放电熔接方法将空芯光子晶体光纤(HCPCF)熔接在两根普通通信单模光纤中间而构成。这种法布里-珀罗干涉结构对应变敏感,而对温度和弯曲不敏感。... 研究了一种基于悬臂梁结构的光纤法布里-珀罗干涉式加速度传感器,光纤法布里-珀罗腔是用电弧放电熔接方法将空芯光子晶体光纤(HCPCF)熔接在两根普通通信单模光纤中间而构成。这种法布里-珀罗干涉结构对应变敏感,而对温度和弯曲不敏感。理论推导了悬臂梁自由端扰度与这种法布里-珀罗干涉腔的腔长、干涉光强,以及光电探测电压之间的关系,得到了简化的加速度计算公式。实验证明这种结构测量加速度的可行性,在实验的基础上理论推导出这种系统测量加速度的分辨率约为8.42×10-7g,灵敏度为0.3386 V/g,提出了这种系统的进一步优化方法。 展开更多
关键词 传感器 光纤传感 加速度传感器 光子晶体光纤 法布里-珀罗干涉仪 悬臂梁
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光纤菲佐应变传感器的波分频分复用方法 被引量：12
13
作者 周昌学 饶云江 朱涛 《光学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2005年第11期1472-1476,共5页
将波分复用技术与空间频率复用技术相结合,提出了新的光纤菲佐应变传感器波分频分复用方法:在粗波分复用(CWDM)的不同波段实现具有不同腔长的光纤菲佐应变传感器的空间频率复用。描述了基于该方法的光纤菲佐应变传感器复用系统的结构、... 将波分复用技术与空间频率复用技术相结合,提出了新的光纤菲佐应变传感器波分频分复用方法:在粗波分复用(CWDM)的不同波段实现具有不同腔长的光纤菲佐应变传感器的空间频率复用。描述了基于该方法的光纤菲佐应变传感器复用系统的结构、原理及实验结果,讨论了复用技术中可能产生的串扰的影响及其解决方法。实验结果表明,该方法大大提高了光纤菲佐应变传感器的复用能力,可复用40个以上的菲佐应变传感器,且其应变测量精度达±5με,可满足实际应用的要求。 展开更多
关键词 导波与光纤光学 光纤传感器 菲佐干涉仪 复用 粗波分复用 应变计
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基于Sagnac干涉仪的新型声源定位光纤传感器 被引量：8
14
作者 陈德胜 郜洪云 +2 位作者 肖灵 傅汝廉 孙德兴 《光电子．激光》 EI CAS CSCD 北大核心 2006年第4期415-418,共4页
利用法拉第旋转镜(FRM)把Sagnac光纤干涉仪的环形光纤臂改成单臂直线结构的新型零程差干涉仪,克服了传统Sagnac光纤干涉仪结构上的缺点。另外,FRM作为偏振补偿器解决了偏振诱导信号衰弱问题。对该装置进行了理论分析,并以管道的泄漏声... 利用法拉第旋转镜(FRM)把Sagnac光纤干涉仪的环形光纤臂改成单臂直线结构的新型零程差干涉仪,克服了传统Sagnac光纤干涉仪结构上的缺点。另外,FRM作为偏振补偿器解决了偏振诱导信号衰弱问题。对该装置进行了理论分析,并以管道的泄漏声为例进行了实验研究,实验结果与理论分析相吻合,定位误差小于1%,表明该装置可以实现宽频声信号源的定位。 展开更多
关键词 光纤传感器 声源定位 SAGNAC干涉仪 法拉第旋转镜(FRM)
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光纤白光干涉技术的回顾与展望 被引量：14
15
作者 苑立波 《光学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2011年第9期314-326,共13页
光纤白光干涉技术与方法是光纤技术领域中独具特色的一种测量方法和传感技术,是光纤技术多领域交叉应用中较为有代表性的一个分支。该项技术在宽谱光干涉特性研究、绝对形变光纤传感测量、光波导器件的结构及其对光波反射特性参量的检... 光纤白光干涉技术与方法是光纤技术领域中独具特色的一种测量方法和传感技术,是光纤技术多领域交叉应用中较为有代表性的一个分支。该项技术在宽谱光干涉特性研究、绝对形变光纤传感测量、光波导器件的结构及其对光波反射特性参量的检测、光纤陀螺环中光偏振态横向耦合测量与评估以及医学临床诊断的组织结构形态的光学层析技术等方面,都具有广泛的应用。对光纤白光干涉技术的发展给出了一个概略性的描述。从市场需求与技术本身发展规律的视角出发,分析了该技术发展的动力基础。最后,给出了对于该项技术及其发展趋势的描绘和展望。 展开更多
关键词 光纤 白光干涉 低相干 传感器 光学层析成像
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干涉型光纤传感器相位载波解调技术研究 被引量：13
16
作者 夏东明 娄淑琴 +1 位作者 温晓栋 李木群 《光电技术应用》 2011年第5期47-50,共4页
相位载波解调技术是用于光纤传感器中的一种重要的信号解调技术。简要说明了Mach-Zehnder干涉型光纤传感器的检测原理,对PGC解调算法进行了详细的理论分析,并用MATLAB搭建系统进行仿真,实现了传感信号的解调。对系统中的一些关键技术进... 相位载波解调技术是用于光纤传感器中的一种重要的信号解调技术。简要说明了Mach-Zehnder干涉型光纤传感器的检测原理,对PGC解调算法进行了详细的理论分析,并用MATLAB搭建系统进行仿真,实现了传感信号的解调。对系统中的一些关键技术进行了讨论,重点分析了系统的动态范围上限,得到动态范围上限受低通滤波器、待测信号频率和载波频率的影响趋势,结论对于设计干涉型光纤传感系统有重要的理论指导意义和参考价值。 展开更多
关键词 干涉型光纤传感器 光纤干涉仪 相位载波(PGC)
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光纤干涉仪臂差的测量 被引量：10
17
作者 李毛和 张美敦 《光子学报》 EI CAS CSCD 1999年第8期740-743,共4页
用白光干涉和Ｍｉｃｈｅｌｓｏｎ干涉仪技术测量光纤Ｍｉｃｈｅｌｓｏｎ干涉仪和Ｍａｃｈ－Ｚｅｈｎｄｅｒ干涉仪的臂差．这种方法能在线测量任意长度的光纤干涉仪臂差，包括零臂差，测量的精度由光源的相干长度确定。
关键词 光纤干涉仪 白光干涉 M-Z干涉仪 干涉仪臂差
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光纤法布里-珀罗干涉温度压力传感技术研究进展 被引量：13
18
作者 李自亮 廖常锐 +1 位作者 刘申 王义平 《物理学报》 SCIE EI CAS CSCD 北大核心 2017年第7期87-103,共17页
光纤法布里-珀罗干涉温度和压力传感器具有灵敏度高、制作简单、成本低、体积小和抗电磁干扰能力强等优点,已被广泛应用于军事和民用领域.在某些环境恶劣,如具有强电磁干扰和腐蚀性,或提供给传感器的安装空间非常有限的特殊工业领域,微... 光纤法布里-珀罗干涉温度和压力传感器具有灵敏度高、制作简单、成本低、体积小和抗电磁干扰能力强等优点,已被广泛应用于军事和民用领域.在某些环境恶劣,如具有强电磁干扰和腐蚀性,或提供给传感器的安装空间非常有限的特殊工业领域,微型光纤温度和压力传感器发挥着重要的作用,国内外诸多高校、科研院所都在对其进行研究.本文综述了光纤法布里-珀罗干涉仪的基本原理、制备技术、及其压力和温度传感应用的研究进展.详细介绍了湿法化学腐蚀制备法、电弧放电制备法、飞秒激光制备法、聚合物辅助制备法等常见光纤法布里-珀罗腔传感器的制作工艺,分析了不同制作工艺的优缺点;详细介绍了光纤法布里-珀罗干涉仪在温度传感、压力传感和温压一体传感领域的应用;最后对光纤法布里-珀罗干涉温度压力传感器的发展进行了总结和展望. 展开更多
关键词 光纤传感器 法布里-珀罗干涉仪 温度传感器 压力传感器
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混凝土内部应变光纤测量结果及分析 被引量：8
19
作者 杨军 刘志海 +2 位作者 梁艺军 居剑 苑立波 《实验力学》 CSCD 北大核心 2000年第4期421-428,共8页
本文采用迈克尔逊 (Michelson)光纤白光应变测量干涉系统 ,利用新型光纤传感探头 ,对混凝土内部的一维和二维应变状态进行了测量 ,给出了混凝土试件单轴和两轴的力学实验结果并与 Instron85 0 5液压伺服材料实验机得到的结果进行了比较... 本文采用迈克尔逊 (Michelson)光纤白光应变测量干涉系统 ,利用新型光纤传感探头 ,对混凝土内部的一维和二维应变状态进行了测量 ,给出了混凝土试件单轴和两轴的力学实验结果并与 Instron85 0 5液压伺服材料实验机得到的结果进行了比较和分析 . 展开更多
关键词 光纤 传感器 混凝土结构 应变 白光干涉仪
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全光纤白光任意反射面速度干涉系统 被引量：6
20
作者 胡力 贾波 +4 位作者 叶昆诊 谭华 周显明 李雪梅 胡昌民 《光学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2000年第6期814-820,共7页
对离散任意反射面速度干涉系统和全光纤白光任意反射面速度干涉系统 (FVISAR)作了较全面的分析 ,论证了全光纤任意反射面速度干涉系统的主要意义在于实现了理想的空间相干、等程干涉、以及方便灵活的延时设置和极低的系统损耗。给出了... 对离散任意反射面速度干涉系统和全光纤白光任意反射面速度干涉系统 (FVISAR)作了较全面的分析 ,论证了全光纤任意反射面速度干涉系统的主要意义在于实现了理想的空间相干、等程干涉、以及方便灵活的延时设置和极低的系统损耗。给出了详细的设计要点 ,报道了所研制的低激光二极管功率实验系统。以该系统进行了霍布金森杆一维应力加载下的自由面速度测试。实验结果与阻抗匹配法计算结果吻合很好 。 展开更多
关键词 光纤 瞬态测速 任意反射面速度干涉系统
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