基于可调谐激光器的光纤法珀振动传感器解调技术

针对非本征型光纤法珀干涉仪动态解调,研究了一种基于可调谐激光器的双波长正交相位解调方案。可调谐激光器具有波长切换速度快、调谐范围广的特点,克服了传统双波长正交相位解调中光功率不平衡和直流分量难以计算的问题。利用可调谐激光器宽范围的线性扫描(1530-1560 nm)得到EFPI传感器的干涉谱,通过干涉谱计算出EFPI传感器的初始腔长122.581μm和直流分量3.4 V,同时确定两正交波长,然后利用反正切原理对EFPI传感器的腔长进行解调。搭建双波长正交相位解调系统,在2.25 kHz的频率以及不同的加速度下,对EFPI振动传感器进行解调。结果表明,该系统可实现不同腔长变化量的解调。     

无线无源转速传感特征变换电路设计与研究

针对特殊环境下高速转速无线传感特征信号提取的需求,设计了基于数字频率合成器、检波器的高速解调电路结构,实现了基于单音频率的无线无源转速传感特征信号拾取。设计了一种单音频率信号源,可以实现高达600 MHz的稳定信号输出。基于所设计的单音高速变换电路构建转速测试平台系统,通过无线无源方法实现高速转速参数的提取,实验验证了该无线无源转速传感测试系统可以实现转速参数高速获取且具有无需引线、无需供电的特点,可以用来实现工程化传感器的小型化以及集成化应用。     

基于FPGA的可调谐激光器控制电路设计

可调谐激光器是光纤光栅解调系统中最主要的部件之一,其输出波长和功率的稳定性影响整个解调系统的性能;文中对MG-Y可调谐激光器的调谐原理进行了分析,设计了一种基于FPGA的可调谐激光器控制电路;使用温度控制芯片ADN8834对MG-Y激光器进行温度控制,通过改变电流源的输出电流,控制激光器的输出波长;利用光谱分析仪采集激光器的输出波长,并对激光器的输出波长进行标定,制作“波长-电流”查询表;FPGA通过调用“波长-电流”查询表,实现激光器的波长在1527~1567 nm范围内以20 pm间隔连续线性扫描。同时搭建光纤布拉格光栅解调系统,验证了可调谐激光器解调光纤光栅中心波长的可行性。     

基于MZ干涉仪的光纤法珀传感器解调方法

该文研究了一种基于马赫曾德尔干涉仪(MZI)结构的光纤法珀(FP)传感器扫描式互相关解调方法。解调系统中的光源采用C+L波段放大自发辐射(ASE)宽带光源,用于匹配FP腔的MZI采用可调光纤延时线与压电陶瓷(PZT)式光纤相位调制器等集成光学器件构成,解调系统整体实现相对简便。实验中搭建的MZI,其臂长差在16.8 cm范围内连续可调,并可在15 μm范围实现重复扫描,扫描速度达到50 Hz。理论仿真分析及实验验证表明,该套解调系统可以实现对FP传感器的信号解调。     

DBR激光器驱动及温控电路设计

分布式布拉格反射(Distributed Bragg Reflector,DBR)激光器具有窄线宽、波长可调谐范围大等优点,因此应用范围越来越广泛.为了保证DBR激光器稳定工作,利用MAX5113和MAX1978芯片设计了一种DBR激光器的驱动和温控电路.实验结果表明,100 min内3路输出电流稳定度可达0.0254％、0.00674％、0.0408％,激光器温度最大波动0.0058℃,且能够保证DBR激光器的输出波长稳定.同时,激光器输出波长可以在1544～1553 nm之间调谐,满足实际需求.     

一种无线无源转速参数测试方法研究

针对当前转速参数测量方法,因物理引线及敏感器件难以在高温等恶劣环境下可靠生存的测试技术难点问题,提出了一种可应用于特殊恶劣环境的无线无源转速参数测试方法。基于电磁互感耦合,深入探讨和分析了读取天线端电压信号幅值随转速周期性减小的无线传感机制,制作了转速无线无源LC敏感器件及信号解调电路,构建了无线无源转速测试验证系统,对无线转速测试方法进行验证。理论与实验结果表明,该测试方法可以实现转速测试。同时,无线无源转速参数测试方法因其无需引线,体积小,非接触实现能量传输等优点,为高温高旋等恶劣环境中转速参数的测试提供了可靠解决方案。     

光纤法珀振动传感器时分三波长解调技术

针对非本征型光纤法布里-珀罗干涉(简称EFPI)传感器的动态解调，提出一种基于可调谐激光器的时分三波长解调方案。基于可调谐激光器波长切换速度快、调谐范围宽的优点，采用波长切换的方式来代替传统的3台激光器，简化了解调系统。实验结果表明，解调方案的最大非线性误差为2.3%,解调速度为78 kHz。该解调技术具有系统简单紧凑、成本低、速度快等优点，在动态信号测量领域具有一定应用价值。     

基于FPGA的红外光谱传感器驱动采集电路设计

针对传统光谱采集设备体积大,成本高的缺点,基于HAMAMATSU公司开发的MEMS-FPI型光谱传感器C14272,设计了以FPGA作为主控的红外光谱传感器驱动采集电路。电路包括可调谐滤波器的电压驱动模块、光谱与温度的信号采集模块、USB传输模块等。实验证明,该电路采集的C+L波段ASE光源的光谱与仿真所得光谱相近,实现了对光谱传感器的驱动以及光谱数据的采集。电路可以探测的波长范围为1 350~1 650 nm,全波段光谱分辨率小于18 nm。电路整体设计结构紧凑,成本低,在物质成分定性检测等特定领域有一定应用价值。