基于FFP-TF的光纤光栅传感解调技术研究

来源 :浙江大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:wuchen2007
下载到本地 , 更方便阅读
声明 : 本文档内容版权归属内容提供方 , 如果您对本文有版权争议 , 可与客服联系进行内容授权或下架
论文部分内容阅读
光纤布拉格光栅(Fiber Bragg Grating,简称FBG)传感器,在许多领域都有着广阔的应用前景,已经成为现代传感领域的一个重要的研究方向。信号解调是传感测试系统的关键,解调系统性能的优劣直接决定了传感测试系统的实用性能和设计水平。FBG传感器是通过外界参量对其布拉格中心波长的调制来获取传感信息,是一种典型的波长调制型的光纤传感器,如何准确探测FBG传感器的波长移动从而有效地对待测信号进行解调,是光纤光栅传感测试系统工程实用化的关键技术问题。人们提出了多种方案来提高传感信号解调的效率和精度,但到目前为止,还没有一种解调方法能同时满足测量范围大、分辨率高、准分布式多点测量且成本低廉的实用化要求。为进一步推进光纤光栅传感技术在工程中的应用,本文对现有的多种光纤光栅解调技术进行了分类和详细的分析比较,在可调谐光纤F-P滤波器(FFP-TF)法的基础上进行改进和优化,设计了一套可满足实际工程需求的光纤光栅传感解调系统。本文首先研究了FBG的结构、原理和传感特性,在可调谐F-P滤波器法的基础上,设计了基于FFP-TF的光纤光栅传感解调技术方案,对FFP-TF由迟滞效应和温度特性引起的非线性误差进行了分析,设计了由热稳定性F-P标准具和参考光栅串联组成的参考通道,分析了F-P标准具透射谱峰值波长的计算方法,进而实现了对FFP-TF非线性的实时校准。通过寻峰算法对FBG反射谱进行准确的峰值提取对于提高传感系统的波长分辨率和检测精度至关重要。常用寻峰算法有多种,而现有寻峰算法间的性能比较没有充分考虑阈值条件的优化。本文针对FBG反射谱的特点,研究了强度阈值对五种典型寻峰算法的影响,对各算法分别进行了阈值优化,发现各寻峰算法与强度阈值关系不尽相同,阈值优化可有效减小各算法寻峰误差。然后从寻峰误差和运行效率两个方面,对不同采样间隔条件下寻峰算法进行了深入地比较分析,研究表明,除质心探测法外,增大采样间隔并不能显著提高各算法的运行效率;在分别进行阈值优化的条件下,高斯拟合法寻峰误差最小且最为稳定,适用于静态信号和低频动态信号的解调;质心探测法运行速度最快且误差相对较小,可用于中高频动态信号的解调。本文组建了光纤光栅传感解调系统,对系统主要组成元件的性能进行了分析,并在实验室环境下进行了稳定性、重复性和振动测试实验,验证了解调系统的实际性能。
其他文献
数控加工较之传统加工技术,大幅提高生产效率和生产质量,已成为机械制造业的支柱产业。数控设备的安全稳定运行能充分利用资源,提高设备利用率,甚至减少加工过程中的人身伤害。为
让我动容的不仅仅是牡丹花香  让我动容的不仅仅是牡丹花香  还有春风还有芳华  走进白云寺  对照厚重木板雕刻的三国  寻找诸葛寨中诸葛井  在牡丹花旁边  矗立着另外一棵花  好像有心事  我听到了她哭泣的声音  也许我们太吵  打破了固有的太极  捡起一地的妩媚  那些傲然开放的牡丹  早就忘记当年武则天的怒斥  只是心中那杆秤  依旧丈量着人心  不畏寒风凛冽不怕血雨腥风  肆无忌惮泡在春光
期刊
一张白纸  一张白纸  被投放到地上  被无数的脚印亲吻  看看蓝天  又看看沃土  其实  连自己都不能  确定是不是自己  那年月  那年月  一句赞言  一个媚举  有行动  就可以得到荣耀  没有付出  就会沉入沙尘  多年后  光环渐渐褪去  荣耀在无盡的凋零  什么都抵不过  岁月的轻轻消蚀  一口井  一口老井  井深有底  这个我知道  可我就是  打不干  井水的清冷  柿 子 
期刊
本论文提出的便携式多光源光电标识装置是集多种光源、光电标识技术和光电隐身技术于一体具有小体积优势的新式光电标识装置,该装置实现了光电标识装置微型化和多元化发展趋势的需求,研制具有可靠性高、体积小的便携式光电标识装置,已成为世界各军事强国光电标识技术研究范围的新热点。本论文针对便携式多光源光电标识装置,主要完成了光源驱动电路模块、频率控制电路模块和便携式装置充电电路模块的设计。针对不同光源的驱动电压
众所周知,生活中蕴含有很多物理知识.为激发学生的物理学习兴趣,加深其对物理知识的理解,使其能够熟练掌握、灵活应用,教师应注重借助生活体验,围绕具体教学内容,积极寻找有
随着人们对现代建筑室内环境质量和能源消耗要求的不断提高,供热、通风和空气调节系统变得越来越复杂。在这种高度复杂的空调系统中,快速及时地检测系统中出现的各种故障,以
绿色制造是一个综合考虑环境影响和资源消耗的现代制造模式,在产品的整个生命周期中,对环境的影响极小,消耗的资源较少。船舶建造车间污染是船舶的整体建造过程中污染最为严
随着社会的不断发展和进步,人们对电力的需求在不断增加,并且有了更高的要求.35kV变电站对人们的生活以及生产有着重要的作用和意义,并且被广泛的应用.35kV变电作为变电系统
近两年,我国造船业面临着巨大的挑战,国家也重视起了船舶配套产业。船舶主机的远程监控是轮机自动化的核心,是船舶监控的关键。网络化是船舶监控的发展方向,而我国大部分船舶
基于WLAN(Wireless LAN无线局域网)的GPIB控制器对组建无线自动测试系统提供了极大方便,在以往有线的GPIB控制器不能方便使用的特殊环境中实现了对仪器资源的共享和远程控制