高速光纖光柵傳感解調(diào)系統(tǒng)設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn).pdf

1、自1989年Morey首次使用光纖布拉格光柵(Fiber Bragg Grating，F(xiàn)BG)進(jìn)行應(yīng)變和溫度傳感以來(lái)，光纖布拉格光柵的傳感應(yīng)用引起了世界范圍內(nèi)的高度重視，并且取得了長(zhǎng)足的進(jìn)步。隨著光柵寫入技術(shù)的不斷進(jìn)步與制作成本的大幅降低，光纖布拉格光柵傳感技術(shù)成為了增長(zhǎng)最快，最具發(fā)展前途的傳感技術(shù)，已被廣泛應(yīng)用于航天工業(yè)、船舶航運(yùn)、軍事工業(yè)、石油與煤礦工業(yè)、土木工程結(jié)構(gòu)、電力工業(yè)和化學(xué)傳感等領(lǐng)域。當(dāng)前，國(guó)內(nèi)外低速的光纖光柵解調(diào)產(chǎn)品，已

2、開始逐步應(yīng)用，但解調(diào)速度與精度并未達(dá)到實(shí)際應(yīng)用中設(shè)備監(jiān)測(cè)的要求;針對(duì)高速光纖光柵傳感解調(diào)產(chǎn)品的設(shè)計(jì)與開發(fā)，國(guó)外的研究開展較早，并出現(xiàn)了相關(guān)的高速解調(diào)產(chǎn)品，但價(jià)格相當(dāng)昂貴，很難廣泛地應(yīng)用在工程領(lǐng)域中。
　　為此，高速光纖光柵解調(diào)系統(tǒng)的研究，其難點(diǎn)是進(jìn)一步優(yōu)化現(xiàn)有的低速解調(diào)方案，改進(jìn)現(xiàn)有的解調(diào)算法，實(shí)現(xiàn)光纖光柵的高速度、高精度解調(diào)。本文主要針對(duì)光纖光柵解調(diào)系統(tǒng)的高速數(shù)據(jù)采集與快速解調(diào)算法進(jìn)行研究，在分析目前國(guó)內(nèi)外光纖光柵傳感解調(diào)的發(fā)展

3、以及解調(diào)產(chǎn)品研究現(xiàn)狀的基礎(chǔ)上，設(shè)計(jì)了基于可調(diào)諧F-P濾波解調(diào)法的高速光纖光柵解調(diào)方案。
　　設(shè)計(jì)方案重點(diǎn)研究了系統(tǒng)的標(biāo)定與尋峰算法。采用光梳狀濾波器和光單峰濾波器作為參考光路，通過(guò)參考光路的標(biāo)定算法提高波長(zhǎng)解調(diào)的精度;為實(shí)現(xiàn)對(duì)峰值的準(zhǔn)確判定，比較了不同尋峰算法的原理和適用性，并提出了一種基于狀態(tài)機(jī)的自適應(yīng)半峰檢測(cè)算法。方案具體實(shí)現(xiàn)中，采用高速AD完成對(duì)FBG光譜波形的實(shí)時(shí)采樣，解調(diào)系統(tǒng)的信號(hào)處理部分以FPGA為核心，實(shí)現(xiàn)所設(shè)計(jì)的解