嵌入式光纤光栅传感高速解调系统研究

来源 :中国科学院上海光学精密机械研究所 | 被引量 : 0次 | 上传用户:buynewer1111
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光纤传感器作为一种新型传感器,具有信息容量大、抗电磁干扰强和易于组建传感网络等特性,受到了国内外工程界的广泛关注。光纤布拉格光栅(FiberBragg Grating,FBG)传感器,除具有光纤传感器优势外,还具有传感头小、灵敏度高、精度高和易进行分布式测量等特点,近年来迅速发展,已被应用于桥梁、隧道等建筑结构的应变变形、温度预警等安全监测中,即对静态及低速信号的监测。为拓宽应用,实现对动态信号的监测,需要设计高速FBG传感器及解调系统。   现代舰船上大型涡轮机工作时将引起底座及相关联设备高达100Hz以上的振动。为监测此时涡轮机底座的安全状态,研究振动对系统工作的影响,传统传感器难担此任。针对上述需求,进行相关技术研究,设计高速FBG传感器及解调系统。论文首先全面了解FBG传感器的相关技术和发展概况,对光纤光栅传感原理进行理论分析,对现行几种解调方案进行了讨论。然后详细介绍了本课题采用的基于可调谐光纤F-P滤波器的解调方案,设计和实现了其中的电子功能模块,主要包括锯齿波驱动电路、TEC温控电路、光电转换电路、光开关控制电路等,介绍了使用到的数据采集卡及其自主性研究。最后利用C++语言编写了基于高斯拟合的解调算法和人机界面,对采集到的传感信号数据进行处理和显示,并进行了现场测试。
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