新型光纖Bragg光柵解調(diào)系統(tǒng)研究.pdf

1、FBG(Fiber Bragg Grating)傳感器是目前光纖光柵傳感領(lǐng)域的研究熱點(diǎn)之一,其被廣泛應(yīng)用于大型復(fù)合材料和混凝土的結(jié)構(gòu)監(jiān)測(cè),智能材料的性能監(jiān)測(cè),電力工業(yè),醫(yī)藥和化工等領(lǐng)域.FBG的解調(diào)技術(shù)是當(dāng)前FBG傳感技術(shù)研究領(lǐng)域的重點(diǎn)和難點(diǎn)之一,目前國(guó)內(nèi)不少部門和研究單位對(duì)其解調(diào)技術(shù)進(jìn)行了很多研究,但是大多數(shù)處于實(shí)驗(yàn)室研究階段,離實(shí)用化工程化,產(chǎn)品化的標(biāo)準(zhǔn)還有相當(dāng)距離.該文對(duì)光纖光柵傳感器的基本理論和技術(shù)進(jìn)行了系統(tǒng)的研究,主要內(nèi)容包括

2、:光柵的傳感機(jī)理分析;對(duì)比分析了光纖光柵的常用解調(diào)方法,重點(diǎn)介紹了可調(diào)諧F-P濾波法解調(diào)原理;基于DSP解調(diào)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)方法與實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證.首先對(duì)光纖光柵傳感器的研究現(xiàn)狀和發(fā)展趨勢(shì)進(jìn)行了回顧和展望.簡(jiǎn)單介紹了光柵的常用制作方法.系統(tǒng)分析了光纖Bragg光柵對(duì)溫度、應(yīng)變及壓力的傳感機(jī)理.光纖光柵的解調(diào)技術(shù)是光纖光柵傳感器的關(guān)鍵技術(shù),該文討論了光纖光柵的波長(zhǎng)解調(diào)方法,包括匹配光柵法、可調(diào)諧F-P腔法、非平衡Mach-Zehnder干涉儀法和可調(diào)諧

3、光源法等,詳細(xì)分析了可調(diào)諧F-P濾波器的特性和解調(diào)原理提出了一種基于DSP的解調(diào)光纖光柵波長(zhǎng)的可調(diào)諧法布里-珀羅腔解調(diào)方案.DSP技術(shù)是目前高速信號(hào)處理的最有力工具.為了提高解調(diào)器的速度和精度,設(shè)計(jì)了基于TMS320VC5402的高速信號(hào)處理系統(tǒng),詳細(xì)討論了DSP芯片的選型和系統(tǒng)設(shè)計(jì)方法.介紹了F-P腔驅(qū)動(dòng)電壓的生成方法,調(diào)試驗(yàn)證了其正確性與可靠性.根據(jù)當(dāng)前多點(diǎn)傳感FBG的良好應(yīng)用前景,系統(tǒng)針對(duì)多點(diǎn)解調(diào)設(shè)計(jì)了一套解調(diào)算法,并在DSP上運(yùn)