基于Michelson干涉解调技术的光纤光栅传感系统

介绍了一种基于Michelson干涉解调技术的光纤光栅传感系统,将包含被测应变信息的FBG波长信号转变成相位信号,通过单片机系统检测相位的变化,得到被测应变的大小.系统可检测静态应变和动态应变,具有高分辨力、大测量范围等特点.     

Lab VIEW实现光纤光栅传感干涉解调技术的研究

结合虚拟仪器技术和光纤光栅传感技术,自行设计了一套光纤光栅传感解调系统.系统采用了基于迈克尔逊干涉技术的解调方法,将包含被测应变信息的FBG波长信号转变成相位信号,通过以Lab VIEW为核心的虚拟仪器系统检测相位的变化,从而得到被测应变的大小.该干涉解调系统避开了传统解调系统受电磁干扰和环境等方面的影响,因此使得测量精度有了很大的提高.虚拟仪器系统可用于静态应变和动态应变的检测,具有高分辨力、大测量范围的特点.     

光纤光栅传感系统信号解调技术的研究

光纤光栅传感是光纤光栅的重要应用之一,波长信号的解调是实现光纤光栅传感网络的关键。介绍了布喇格光纤光栅(FBG)传感的基本原理,对比FBG说明了长周期光纤光栅(LPG)的特点。阐述了基于长周期光栅的布喇格光纤光栅的解调技术,详细阐述了用长周期光纤光栅来解调布喇格光纤光栅的具体方案及技术。     

改进模拟退火算法在FBG传感网络中的应用

通过分析传统模拟退火（Simulated Annealing）算法的原理和存在的不足,提出了一种改进的模拟退火算法.改进的算法增加了记忆当前最好状态的功能以避免遗失当前最优解,并设置双阈值使得在尽量保持最优性的前提下减少计算量.根据光纤光栅传感网络谱形状复用技术和模拟退火算法的特征,设计了高效的计算能量增量的方法,加快了算法的运行速度.仿真和实验结果表明,改进的算法比传统的模拟退火算法在解决光谱形状复用技术问题上具有更快的收敛速度,解的质量也有很大程度的提高.     

基于长信号快速相关算法的FBG传感解调

针射光纤布拉格光栅（FBG）复用传感解调技术中光纤上复用光栅的数量问题，基于F-P滤波器，提出用长信号快速相关算法来检测波长移位的解调方法。通过MATLAB仿真和具体实验证明：该方法在实际中可以解决两波形部分（〈40％）重叠的问题，进而在光谱宽度、测量范围和光栅谱宽一定的条件下，使复用光栅的数量大大增加，同时测量精度可达到1pm。     

光纤光栅非平衡M-Z干涉解调技术研究

介绍了一种基于直流相位跟踪零差法的非平衡Mach-Zender干涉解调系统的工作原理,设计了一套光纤光栅解调系统,并通过实验分析了该系统的应变精度为8.17×10-3με;对压电陶瓷产生的振动信号进行检测,取得了很好的实验效果。实验结果证明,它有良好的动态性能,适合于精密测试中动态信号的检测。还讨论了影响解调精度的主要因素。     

一种基于分布式反馈激光器的FBG高速解调系统

采用分布式反馈(DFB)激光器,其电流驱动 信号为100kHz正弦波,同时配合 100kHz方波进行中断控制,在20～150mA驱动电流输出100kHz、1nm光谱范围 的波长扫描光。 激光器结合光环形器、光电管等光器件,配合信号采集与处理部分组成高速光纤布拉格光栅 (FBG)解调系统。实验 验证,本系统具有FBG波长信号静态、动态解调能力。在温度静态实验,解调系统 线性度为0.99921、 精度约为8pm。在2kHz、4kHz动态振动实验中,解调系统具有良好的响应度和精确度,并 可分析50kHz 以内的频谱信息。本文的FBG解调系统,结构简单,成本低,可用于FBG 100k Hz的高速解调,不受外界环境和光强扰动的干扰,稳定性高。     

应力双折射对FBG传感器压力传感特性的影响

针对光纤布喇格光栅(FBG)发生弯曲应变实现压力(应力)传感检测的实际情况,对FBG与衬底材料全粘附和两点粘附耦合对压力传感特性影响进行了对比实验研究。结果表明,全粘附耦合会对传感器输入与输出响应特性产生较大的非线性影响,这种非线性影响主要来源于应力双折射、应力梯度等引起的谱展宽干扰。由实验结果得出,在压力为0～4N测量范围内,采用全粘附耦合引起的FBG反射光谱的展宽约为0．28nm;采用两点粘附耦合后,谱宽不随压力而变,而线性度较之全粘贴耦合时提高了1．89％。     

基于FBG的弹性波测量及其泄漏检测应用

为了利用光纤布喇格光栅(FBG)实现宽带弹性波的测量,提出了基于双FBGs+压电陶瓷（PZT）的解调方案。该方案使用宽带光源提供入射光,通过改变PZT的驱动电压,使其上粘贴的FBG的布喇格波长处在传感FBG的半峰宽处,形成FBG对。该方案具有成本低及工作点可动态调整等优点。通过实验验证了基于双FBGs+PZT的系统调节最佳工作点的方法,及利用该系统进行了连续弹性波测量和泄漏检测的实验。实验结果表明,该系统可以检测出8 kHz,58 kHz,98 kHz, 200 kHz的弹性波,且可以成功检测到气体管道泄漏产生的弹性波信号。     

基于FPGA的嵌入式FBG解调系统的研究

波分复用技术是构成各种复杂和大型FBG传感网络最关键的复用技术.为了有效解调FBG传感阵列,提出并实现了一种基于COMS图像传感器的FBG图像解调方案,方案的硬件平台采用以FPGA和ARM处理器为核心的主从结构设计,将FBG阵列的波长解调转化为了FBG光斑图像解调.实验结果表明,FBG图像解调系统具有精度高、复用能力强、远程监控、易于维护和升级等优点,对推广应用大型FBG传感网络有实际意义.     

光纤布拉格光栅传感器解调系统

光纤布拉格光栅传感器的核心技术在于波长解调,这也是这种器件能否实用化的关键;本文分析了光纤布拉格光栅作为传感器的独特优势,给出了光纤布拉格光栅传感的基本原理;对近几年来国内外研究工作者所用到的波长解调方法如匹配解调法、可调谐激光器法、干涉法、滤波法等做了详细的介绍,阐述了相应的系统设计方案,并对各种方法的优、缺点进行了分析和访论;叙述了光纤光栅传感器在桥梁、大坝等大型建筑结构健康检测方面应用的实例。最后访论了光纤光栅传感器在进一步实用化中需要解决的难题,并展望了光纤光栅传感器的前景。     

血管内皮生长因子与肿瘤生长的关系

近来对肿瘤生长的不断深入研究,发现血管生成对肿瘤的生长起着至关重要的作用。肿瘤血管生成由正负两方面调节,其中血管内皮生长因子（vascular endothelial growth factor,VEGF）是重要的促血管生长因素,由不同肿瘤细胞分泌,也可在发育中的正常细胞及组织中表达,在体内调节血管的通透性,为血管形成过程中的多种细胞提供一个纤维网络;在体外能促进基质的降解以及内皮细胞的增殖、迁移、运动和血管腔样结构的形成,并可动员骨髓来源的内皮祖细胞。VEGF是诱导肿瘤血管形成的作用最强、特异性最高的血管生长因子。理论上来说,采用不同方法来干预或抑制血管内皮生长因子可以抑制肿瘤的生长。     

光纤光栅传感系统有源时域解调技术

将传感光栅用作环形器光纤激光器的端镜，腔中接一受压电陶瓷(PZT)驱动的具滤波功能的匹配光栅，受正弦波电压信号驱动，通过观察同一驱动周期中激光输出两谷值在时域中的间隔，进而判断作用在传感光栅上的轴向待测应变。在-140-720με范围内，其传感分辨率为1．8με，灵敏度为88．152με／ms。理论和实验均证实该装置的感测结果不受环境温度变化的影响。     

分布式光纤光栅传感系统信号解调技术

光纤光栅是近年来光纤传感领域的研究热点,波长编码信号解调是实现光纤光栅分布式传感网络的关键.本文分析了分布式光纤光栅传感系统信号解调的一般原理,总结了系统信号解调过程中存在的主要技术难点,分类评述了几种典型的解调技术的工作机理,并重点分析了其特点和性能,同时提出了一种宽带光源/副载波解调技术.该技术具有实时性好,成本低等优点.     

光纤光栅振动传感解调方法的研究

光纤光栅振动传感是光纤光栅的重要应用之一。本文首先介绍了光纤光栅传感的一般原理,接下来综述了5种常用的振动传感的解调方法及原理,并分别给出了其典型的实验装置结构图,分析了其特点和性能（尤其是测量精度）,为基于光纤光栅的振动传感装置的解调部分的设计提供了依据。     

光纤光栅传感系统信号解调技术

主要从四个方面介绍了光纤光栅传感系统的信号解调技术,即滤波解调技术、可调窄带光源解调技术、干涉解调技术和色散解调技术,并对以上各种解调技术的优缺点进行了分析和讨论。     

基于级联长周期光纤光栅的光纤布拉格光栅振动传感器的动态解调

提出一种基于级联长周期光纤光栅(CLPG)的光纤布拉格光栅(FBG)振动传感器动态解调方法。宽带光源发出的光经FBG反射后,进入到CLPG,经过CLPG调制后FBG反射光强会发生变化。通过温度测量实验对监测系统进行静态标定,再将FBG传感器粘贴于铝板表面,采用该系统监测简支铝板结构在低频和高频下的振动信号。系统采集到的动态信号时域波形及频谱与涡电流位移计的测量结果相吻合,表明该监测系统可实现2kHz以下的动态信号测量。     

标定方法提高布拉格光栅解调系统测量精度研究

文章针对光栅解调系统的标定问题,介绍了布拉格光栅解调系统的工作原理,设计了系统标定结构,介绍了没有标准光栅、有单个标准光栅和用双标准光栅三种不同标定方法,引用实验数据具体说明,得到采用双标准光栅标定法可以使光栅解调系统测量精度达到±5pm,重复性最大误差为±8pm。