【摘 要】
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光纤Bragg光栅(FBG)传感器以其优异的电气绝缘性以及抗电磁干扰、抗腐蚀、灵敏度高、体积小、重量轻等优点,被广泛应用于大型复合材料和混凝土的结构监测、智能材料的性能监
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光纤Bragg光栅(FBG)传感器以其优异的电气绝缘性以及抗电磁干扰、抗腐蚀、灵敏度高、体积小、重量轻等优点,被广泛应用于大型复合材料和混凝土的结构监测、智能材料的性能监测、电力、医药和化工等多个领域,是目前光纤传感领域的一个研究热点。而FBG传感信号解调技术的研究又是FBG传感领域的重点和难点,并引起人们更多的关注。目前国内不少部门和研究单位对其解调技术进行了很多研究,但是大多数处于实验室研究阶段,离实用化、工程化、产品化的标准还有相当距离。针对上述问题,本文进行了光纤光栅传感解调技术的研究,具体工作如下:详细地介绍了光纤光栅传感解调技术的国内外研究和应用现状,系统地介绍了光纤光栅传感器特点;系统地阐述了光纤光栅传光的耦合模理论;推导出了Bragg公式和反射/透射率公式;分析了FBG的应变、压力和温度传感器的传感机理。设计了一种基于ARM处理器和可调谐光纤F-P滤波技术的光纤光栅传感信号解调系统,具体包括解调系统的总体设计方案;设计了一种基于光纤F-P滤波器的光信号解调单元;设计了一种基于压电陶瓷的电信号解调单元;进行了压电器件扫描控制电路和信号整形电路的设计;设计了一种基于S3C44B0X的ARM信号处理系统,包括电源电路、复位电路、SRAM和Flash电路、显示电路、RS-232电路、JTAG接口调试电路等ARM解调外围扩展电路。
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