【摘 要】
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光纤传感器是目前传感领域的研究热点。就大型工程的长期监测而言,综合比较各种智能传感元件的各项指标,可以看出光纤传感器是土木工程健康监测的最佳选择。在各种光纤传感器
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光纤传感器是目前传感领域的研究热点。就大型工程的长期监测而言,综合比较各种智能传感元件的各项指标,可以看出光纤传感器是土木工程健康监测的最佳选择。在各种光纤传感器中,光纤布拉格光栅(FBG)传感器具有波长编码,易实现分布式测量,实时性好的特点,光纤法珀(FF-P)传感器具有制作简单,成本低,静态测量精度高,不受温度影响等特点,二者各有所长。在大型工程中,往往要综合使用这两种传感器,然而在研究和实际应用中使用的解调装置都是针对其中一种传感器研制开发的,虽然在技术上比较成熟,但同时也增加了解调系统的复杂程度,价低了系统的可靠性,提高了成本,因此有必要研制一套通用的解调系统,实现对FBG传感器和光纤F-P传感器的联合解调。本文对FBG传感器和光纤F-P传感器的技术特点和各种解调方法的原理进行了系统和较为深入的分析,在此基础上以可调法珀滤波器为核心器件,对可调法珀滤波器的自由光谱范围、透射带宽等参数进行了探讨,分析其对解调系统的影响,并由此确定了可调法珀滤波器的主要参数。并在此基础上,采用以FFT为核心的算法分别对两种传感器进行解调。从理论和MATLAB仿真两方面进行了分析,验证了方法理论上的可行性。根据实际情况和具体算法要求,选择DSP芯片(TM320VC5416)及外围电路器件完成了硬件电路板的设计制作。在硬件设计的基础上,用C语言编程,完成核心算法及与硬件相关的软件设计。分别使用FBG和光纤F-P传感器进行解调实验,实验结果表明选用的可调法珀滤波器能够很好的满足系统要求,利用所设计的算法,解调精度和解调速度都达到了预期目的。
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