光纤光栅时分复用传感系统

研制了光纤光栅时分复用传感系统 ,针对脉冲宽带光源的光束注入间隔为 5 1.75m、波长介于 15 5 0～ 15 6 5nm的 5个光纤光栅组成的光栅串 ,根据传感元间光纤延时程度的不同 ,利用模拟电子程控开关对来自不同光栅信号的选择通导 ,实现传感信号的地址查询 ;借助非平衡Michelson扫描干涉仪 ,待测量引起的来自查询传感元的波长漂移信息得到解调 ,从而成功地实现了时分复用传感 .在 [0 ,5 5 0 ]με的测量范围内 ,系统传感灵敏度的实验值约为 1.6 7°/ με,与理论值非常吻合 .     

基于可调窄带光源的光纤光栅解调系统

用宽带光源和自主研制的波长选择器(IPD)成可调谐窄带光源,对测量光纤光栅(FBGs)阵列和参考FBGr进行波长扫描,借助光电探测器(PIN)和DSP信号处理系统实现复用传感系统的解调.实验证明,该解调方案是有效可行的,且可获得较高的信噪比和测量精度.     

基于DSP的单频激光实时信号解调软硬件研究

提出一种基于DSP(Digital Signal Processor)的干涉仪实时信号解调方法,可实现对干涉仪信号的非线性误差校正和实时解调.基于DSP构建了高速数据处理系统,基于FPGA构建了高速数据采集系统,采用经过优化的椭圆拟合和细分查表法,实现了 1 MHz采样率的干涉信号实时解调,完成了2π相位的4 096细分.     

光纤光栅传感系统解调方法概述

光纤光栅传感系统的测量信息以波长编码的形式被解调系统接收,通过测量波长的移动得到传感信号的变化,波长编码信号的解调是光纤光栅传感系统工业化的关键技术之一。总结了目前出现的多种光纤光栅传感解调系统的工作原理,分析了各自的特点,重点分析了滤波解调法,并在此基础上展望了光纤光栅传感系统解调技术的研究方向。     

利用波分复用器实现FBG动态传感解调

为解决因宽带光源光功率不稳定而造成解调误差较大,以及使用普通光纤Bragg光栅(FBG)解调仪器价格昂贵的问题,提出了一种利用粗波分复用器(CWDM)解调光栅信号的方案.根据FBG反射谱和CWDM边带的滤波特性,采用边带滤波的强度检测方法,设计的全光纤传感解调系统,用于对单点FBG波长移动的解调.运用MATLAB进行数值模拟,结果表明,系统动态范围宽,输出与输入呈线性关系,消除了因光源强度波动和光纤连接器不牢固引入的测量误差.     

一种新型的光纤光栅应变传感器解调方法

为判断作用在传感光栅上的轴向应变,提出了一种光纤光栅应变传感解调新方法。该方法基于光纤光栅匹配滤波技术,使解调光栅受压电陶瓷驱动,对传感光栅反射光波进行波长扫描,将应变引起的传感光栅布拉格反射波长的漂移,变为解调光栅透过的负脉冲在时域中的间隔变化。该系统的传感灵敏度实验值89.132×10~(-6)ε/ms与理论值85.470×10~(-6)ε/ms基本吻合。     

基于计算机并口光纤光栅解调系统的研究

介绍了计算机并口的工作模式及设置。该系统采用光纤光栅解调器与计算机并口的通讯方式实现数据采集，以Vb为开发平台，实现了对解调系统控制和光纤光栅信号的解调，经过标定使系统实现了对光纤光栅波长的测量，进而实现对温度、应变等参量的测量．系统性能达到：测量宽度10pm，检测光栅1～5个，分辨率1pm，精度土10pm，响应时间小于2s．此系统的成功开发使光纤光栅传感器在工程技术领域具有一定的实用价值，现已经应用在武汉江汉二桥与长江二桥等的结构检测工程中，产生了很好的经济效益．     

DFB激光器扫描的FBG波长解调算法

光纤布拉格光栅(FBG)传感器是通过观测光纤光栅反射谱中心波长漂移来判断待测量变化,准确寻找光纤光栅反射谱峰值信息成为研究重点。依据分布反馈式激光器(DFB)动态扫描输出波长与时间的规律,以标准法布理-珀罗透射谱为标准谱来直接获取光纤光栅中心波长信息,并采用高斯函数和洛仑兹函数两种拟合算法,对法布理-珀罗透射谱和FBG反射谱进行研究。采用曲线拟合度作为标准,运用编程语言编写寻峰算法并优化。实验结果表明,动态调谐的分布式反馈激光器光纤光栅波长解调系统高斯拟合算法优于洛伦兹拟合算法,拟合度可达到97%以上,系统测量分辨率达1 pm、测量范围为1 547～1 552 nm。     

基于计算机并口光纤光栅解调系统的研究

介绍了计算机并口的工作模式及设置,该系统采用光纤光栅解调器与计算机并口的通讯方式实现数据采集,以Vb为开发平台,实现了对解调系统控制和光纤光栅信号的解调,经过标定使系统实现了对光纤光栅波长的测量,进而实现对温度、应变等参量的测量.系统性能达到:测量宽度10 pm,检测光栅1～5个,分辨率1pm,精度±10 pm,响应时间小于2 s.此系统的成功开发使光纤光栅传感器在工程技术领域具有一定的实用价值,现已经应用在武汉江汉二桥与长江二桥等的结构检测工程中,产生了很好的经济效益.     

基于CMOS的FBG传感网络图像解调技术研究

寻求一种低成本高性能的光纤光栅传感系统的解调方案是实现光纤光栅传感器实用化的关键问题之一。为了有效解调FBG传感网络,本文提出并实现了一种基于COMS图像传感器的FBG图像解调方案,将FBG网络的波长解调转化为FBG光斑图像解调。实验结果表明,本文提出的FBG图像解调系统具有精度高、复用能力强等优点,能够较好地满足光纤光栅网络解调系统的解调要求,具有较好的应用前景。     

基于悬臂梁的光纤光栅匹配解调系统

为了开发一种高精度低成本的光纤光栅解调系统,提出了一种基于悬臂梁的光纤光栅匹配解调方案,即利用ADC0804对PD信号进行采集,将采集的数据交给PC机进行处理,根据处理结果对步进电机进行控制;利用步进电机的角位移与控制脉冲的精确同步,通过机械装置带动悬臂梁自由端移动,实现对匹配光栅的拉伸控制,使其与传感光栅的中心波长一致,从而达到对传感光栅解调的目的.实验结果表明,系统的匹配灵敏度可达到1.3×10^-3nm/step,完全满足一般光纤光栅的解调要求.     

外差干涉非线性误差修正方法研究

基于对外差干涉测量信号和参考信号进行光滑滤波处理的方法，提出了一种外差式激光干涉仪非线性误差修正方法。在实验系统中，采用混频技术将两路光频信号降低到通用数据采集系统频率范围内进行同步双通道实时采集；采用改变光传输介质折射率的方法模拟产生纳米数量级微位移。实验结果表明，所提出的修正方法使实验用外差干涉仪测量不确定度由20nm降低到10nm。     

基于AWG的多通道光纤光栅传感解调系统

设计开发了一种基于陈列波导光栅(AWG)的多通道光纤光栅解调系统.该系统由宽带光源、隔离器、耦合器、光环路器、光纤布拉格光栅(FBG)传感器、AWG、光电探测电路、调理放大电路、低通滤波电路和ARM控制电路等组成,采用光强法解调技术,对FBG传感器的温度进行精确测量.实验结果表明:该解调系统测量误差不大于±0.1℃,FBG中心波长解调范围为1 545.30~1 560.50 nm,可实现对4通道的32个FBG传感器同时测量.     

基于MSP430单片机的光纤光栅匹配解调系统

在传统的解调方法基础上进行改进,构造了一种基于MSP430单片机的光纤布喇格光栅传感解调系统,通过两个光栅并联匹配的连接方式,消除了光源功率不稳定造成的测量误差,同时克服了传统匹配解调法的双值问题,有效增大了量程.系统的信号采集、数据处理以及显示驱动部分由单片机完成.     

一种新颖的光纤光栅轮轴计数传感器

基于光纤Bragg光栅传感原理，采用双光栅匹配滤波强度解调方案，研制了一种新型的光纤光栅轮轴计数传感器。从理论上分析了该传感器的工作原理，并进行了实验研究，取得了理论与实验一致的结果。这种光纤类传感器具有不怕潮湿、粉尘、抗电磁干扰等优点。此外，由于使用双光栅匹配滤波强度解调方案，不必使用昂贵的波长解调设备，所以该传感器成本低，有望替代现有的电类产品，在工程实践中获得广泛应用。     

基于DWDM与MATLAB的光纤光栅压力传感解调系统的研究

为了简化光纤光栅压力传感器的解调系统结构、减少数据运算量提出了一种基于DWDM与MATLAB技术的光纤光栅压力传感解调系统。将DWDM作为动态解调元件,用MATLAB软件进行数据处理,将二者结合,可以有效减少数据运算量,降低系统成本,对光纤光栅压力传感器的使用有着极为重要的促进意义,实验表明,在0 MPa~6 MPa压力范围内,其波长分辨率约为0.28 pm。     

基于波长扫描极值解调法的FBG温度检测系统

光纤光栅波长偏移检测技术是光纤光栅传感系统的关键技术之一。探讨用LabVIEW编程实现基于波长扫描极值解调法的FBG波长检测系统,利用可调谐激光器具有编程控制的功能,系统在光源输出不同扫描步长的条件下测试了FBG的温度特性。比较两种峰值计算方法的优缺点。实验结果表明:解调系统具有很好的稳定性。     

光纤光栅传感系统的信号解调方法研究

讨论了光纤光栅解调的基本原理,分析了常用解调方法的工作机理、性能和特点,分别给出了其典型的实验原理图;并对各种解调技术的优点和缺点进行了论述,提出了一种较有前景的解调方法,给出了其信号处理电路原理框图,为解调系统的设计提供了依据。     

数字移动通信解调的同步设计理论

研究了泛欧数字蜂窝移动通信（ＧＳＭ）系统的高斯最小移频键控调制（ＧＭＳＫ）信号的解调同步技术的设计理论;给出了非线性ＧＭＳＫ调制信号的参差正交幅度调制线性近似计算公式,解决了相关同步的理论计算;并对ＧＳＭ系统ＧＭＳＫ调制解调进行了系统仿真;用硬件实现了解调的同步运第;系统仿真及硬件实验结果证实了上述理论是正确的。     

用于FBG解调的光纤F-P可调滤波器温漂抑制

光纤法布里-珀罗可调滤波器(FFP-TF)是组成光纤布拉格光栅(FBG)传感器解调系统的核心器件之一,其稳定性对解调精度的提高至关重要,而温度漂移是影响其稳定性的关键因素之一。针对实际应用中遇到的FFP-TF温漂问题,分析了温漂产生的原因和滤波器在给定驱动电压下中心波长随温度的变化关系,提出了一种温度控制与参考光栅相结合的复合温漂抑制方法,实验分析了相应温控装置的性能并将其成功用于FBG压力传感器的信号解调系统中。结果表明,基于该温漂抑制方法的FFP-TF解调方案,可广泛应用于FBG传感器系统中。