分布式時(shí)分復(fù)用多點(diǎn)應(yīng)變傳感高速數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)設(shè)計(jì).pdf

1、隨著中國(guó)經(jīng)濟(jì)與科學(xué)高速的發(fā)展，建筑工程結(jié)構(gòu)的健康監(jiān)測(cè)越來越受到整個(gè)社會(huì)重視。而最有效的健康監(jiān)測(cè)手段就是結(jié)構(gòu)體應(yīng)變的監(jiān)測(cè)，應(yīng)變的監(jiān)測(cè)方法有很多種，其中光纖光柵以其靈敏度高、抗干擾能力強(qiáng)、復(fù)用數(shù)量多、安全可靠等諸多優(yōu)點(diǎn)，得到了快速發(fā)展及應(yīng)用。針對(duì)此需求，本文設(shè)計(jì)了一套光纖布拉格光柵（FBG）的應(yīng)變測(cè)量系統(tǒng)。
　　光纖光柵有多種復(fù)用技術(shù)，應(yīng)用最廣的是波分復(fù)用技術(shù)（WDM），但波分復(fù)用的復(fù)用能力受到了自身原理與現(xiàn)有設(shè)備的限制，為了實(shí)現(xiàn)更多

2、FBG傳感器的應(yīng)用，本文選用時(shí)分復(fù)用技術(shù)（TDM），設(shè)計(jì)并完成了分布式時(shí)分復(fù)用多點(diǎn)應(yīng)變傳感高速數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)，并對(duì)系統(tǒng)中存在的FBG最佳峰值反射率及激光器的初始工作點(diǎn)兩個(gè)問題進(jìn)行仿真優(yōu)化分析。
　　搭建了分布式時(shí)分復(fù)用多點(diǎn)應(yīng)變傳感高速數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)。選用串聯(lián)的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)，并以五個(gè)具有相同規(guī)格的光纖光柵傳感器為核心，構(gòu)建了傳感器陣列模型；以示波器的數(shù)據(jù)采集卡為數(shù)據(jù)采集器核心，利用LabVIEW軟件設(shè)計(jì)了一款具有示波器通訊、信號(hào)濾波、數(shù)據(jù)存

3、儲(chǔ)與讀取、信號(hào)處理功能的軟件系統(tǒng)，完成了基于示波器數(shù)據(jù)采集卡的監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，獲得應(yīng)力與FBG反射脈沖峰值電壓的變化關(guān)系。但由于電壓變化無法反演結(jié)構(gòu)體的應(yīng)變量，針對(duì)應(yīng)變與電壓變化的關(guān)系，利用光譜分析儀設(shè)計(jì)了標(biāo)定系統(tǒng)，構(gòu)建出FBG反射脈沖峰值與應(yīng)變的數(shù)學(xué)模型，實(shí)現(xiàn)了電壓至應(yīng)變的轉(zhuǎn)換，達(dá)到了時(shí)分復(fù)用的基礎(chǔ)上利用示波器數(shù)據(jù)采集卡完成應(yīng)力到應(yīng)變的測(cè)量。分析了系統(tǒng)的應(yīng)變靈敏度、測(cè)量數(shù)據(jù)的線性度，驗(yàn)證了基于光時(shí)分復(fù)用技術(shù)的應(yīng)變測(cè)量系統(tǒng)，以及FBG應(yīng)變傳感