双通道Mach-Zehnder光纤相干振动传感器

来源：吉林大学学报·理学版杂志2025年第6期北京时间：

作者：徐华, 衣文索, 杨雨欣

单位：1. 国防科技大学 智能科学学院, 长沙 410073; 2. 长春理工大学 光电工程学院, 长春 130022

摘要：针对传统电网舞动监测装置存在电磁干扰抑制能力弱、 需持续外部供电、 安装工艺复杂、 信噪比低和灵敏度较差等问题, 提出一种新型缆线扰动监测系统. 该系统采用双端光纤Mach-Zehnder干涉光路结构, 可实现长距离、 大尺度、 多维度在线监测与结构安全预警, 从而实时定位舞动位置. 传感器核心采用薄壁增敏型电缆套筒设计, 内部集成由高灵敏微细光纤及耦合器构成的激光光纤Mach-Zehnder干涉光路. 该干涉仪对振动信号具有优良的响应特性, 经特定金属外壳封装后形成集成化舞动监测传感器. 实验结果表明, 该传感器有限元的固有频率为106.77 Hz, 与实验数据的相对误差仅为1.65%, 该检测器在0~140 Hz内的相对灵敏度为41.25~66.78 dB(rad/Pa), 对舞动信号具有较高灵敏度的检测能力.

关键词：Mach-Zehnder干涉仪,光纤传感,薄壁增敏电缆套筒,有限元分析,电网舞动检测器