基于匹配滤波解调的光纤光栅振动传感器研究

采用双悬臂梁结构,研制了基于匹配滤波解调的光纤光栅振动传感器,可通过悬臂梁对匹配光栅静态工作点进行精确调整.该传感器集振动传感和动态波长解调于一体,并具有温度补偿功能.对传感器的工作原理进行了理论分析,通过与压电式加速度传感器进行的比较实验,得到了一致的实验测量结果.

基于匹配滤波技术的数字化光纤光栅传感解调方法

报道了一种结合数字化技术对光纤光栅传感系统信号进行解调的方案.解调系统采用数字时钟信号产生锯齿波电压信号控制可调谐光纤法布里-珀罗滤波器,对光纤光栅进行扫描式搜寻,同时利用同步时钟信号控制数字采集卡实时读取搜寻到的数据.由于光纤光栅的反射谱是已知信号,因此采用数字匹配滤波技术对采集到的信号进行处理可以得到最大的信噪比.实验结果表明:系统在波长寻址范围为1520-1575nm内,扫描频率1.5Hz,波长分辨率可以达到2pm以下.

一种快速光纤光栅匹配解调系统的研究

利用一种新型快速光纤光栅匹配解调方法实现了光纤光栅传感信号的高精度大范围快速解调。通过对两组并联匹配光纤光栅的组合扫描,加快了信号的解调速度,解决了双值问题,减弱了光纤光栅啁啾效应的不良影响。以数字信号处理器驱动并解调匹配光纤光栅,解调后信号由上位机进一步处理和显示,使得系统性能得到提升和优化。实验结果与理论分析取得良好的一致性。

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.

基于单片机的光纤光栅匹配解调系统

通过对光纤光栅匹配解调原理的研究,将AT89S52作为核心处理芯片,提出了一种基于单片机技术的光纤布喇格光栅(FiberBraggGrating,简称FBG)匹配解调系统。利用曲线拟合的方法对步进电机步数与波长偏移量的数据进行拟合计算,确定波长微小偏移量,实现光纤光栅解调的目的。给出了该方案软硬件设计,并对解调系统的发展前景进行了概述。

基于数字相关匹配的光纤光栅非对称反射峰解调算法研究

光纤布拉格光栅(FBG)在封装时易出现非对称反射峰,传统拟合方式对此现象解调误差大。针对这一问题提出了一种基于数字相关匹配的光纤光栅解调新算法。采用Matlab仿真和水浴实验对此算法进行了检验,证明该算法的可行性及有效性。实验结果表明:在FBG存在非对称反射峰现象时,所提出的算法比传统高斯拟合算法误差减小约67%。基于数字相关匹配的光纤光栅解调算法扩大了解调算法的运用范围,提高了非对称峰时的解调精度,保持了光纤光栅的有效传感。

基于匹配解调方法的光纤光栅振动检测技术与实验研究

介绍了光纤光栅振动检测原理及优点,建立了光纤光栅加速度振动检测的力学模型,分析岩土、结构、建筑行业低频微振动监测的单点光栅匹配解调方法,利用反卷积方法进行传感光栅中心波长的解调,并进行了模拟仿真和实验分析,通过对低频振动信号应用匹配光栅解调检测以及对信号频谱分析,得知该技术方法可行,能有效检测低频振动.

基于MSP430单片机的光纤光栅传感器匹配解调系统

通过对双光纤光栅并联匹配解调原理的研究,提出了基于MSP430单片机的光纤光栅传感器解调系统。利用曲线拟合的方法对压电陶瓷驱动电压与光纤光栅的波长偏移量的数据进行拟合计算,实现光纤光栅解调的目的。本文给出了该方案软硬件设计,并对匹配解调法的发展前景进行了论述。

匹配光纤光栅应力传感器解调技术

设计了一种基于螺旋微进器的匹配FBG应力传感解调方案,进行了理论推导;并进行了匹配光栅应力传感解调试验,试验中完成了1～1660N的应力信号的解调.

单片机光纤光栅传感器匹配解调系统

通过对双光纤光栅并联匹配解调原理的研究,提出了基于MSP430F1612单片机的光纤光栅传感器解调系统。利用曲线拟合的方法对压电陶瓷驱动电压与波长偏移量的数据进行拟合计算,实现光纤光栅解调的目的。本文给出了该方案软硬件设计,并对匹配解调法的发展前景进行了论述。

弱应变光纤光栅传感器匹配光栅解调方法

基于弱反射光纤布拉格光栅应变传感器,建立了光栅反射光谱仿真模型。分析了光纤光栅的长度、周期和排列顺序对光栅反射率的影响,发现光栅的最大反射率随光栅长度和调制深度的增大而变大;而光谱宽度受光栅长度变化的影响较大,光栅长度越小,光谱宽度越大。弱反射光栅阵列的峰值反射率与光栅位置有关,受多重反射影响,越下游的传感光栅,峰值反射率越小。通过分析解调过程中的反射光谱,得到了传感器所受应变与输出光强的函数关系。

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．

基于匹配滤波解调的光纤光栅振动传感器设计

为了弥补现有振动传感器的不足,在分析匹配光栅解调原理的基础上,设计了一种新型的光纤光栅振动传感器.该传感器采用了梁式结构,可以通过调节梁改变传感光栅的中心波长和传感器的固有频率,既可以实现匹配解调,又扩大了频率测量范围.通过标准信号测试实验,得出该光纤光栅振动传感器具有良好的频率检测性能,频率测量范围为0~200 Hz,在20 Hz、190 Hz检测的波形具有良好的信噪比.

基于匹配光栅对的传感解调装置

提出并实验了一种新颖的匹配光栅对解调方案 ,受压电陶瓷驱动 ,解调光栅对传感光栅反射光波进行波长扫描 ,将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间隔的变化进而确定待测应变量的大小。系统传感灵敏度的实验值为 94.41 7με/ms,具有 - 1 0 0～ 70

光纤Bragg光栅传感器的解调方法

本文介绍了光纤光栅传感的一般原理,综述了光纤光栅传感系统的多种解调方法,最后对以上各种解调技术的优缺点进行了分析和讨论。

光纤光栅传感系统中的解调技术

分析了光纤光栅传感系统的多种解调方法 ,比较了几种研究很广的方法的优缺点 ,指出了应用可调谐光纤法布里 -珀罗滤波器 (FFPF)法进行解调的优越性 .

基于四并联光栅匹配滤波解调系统的研究

为了实现高精度大范围应变传感信号的测量并解决单光栅匹配滤波解调系统存在的严重双值问题,基于光纤布拉格光栅匹配解调原理,设计了一种新型的光纤光栅匹配解调系统。通过将四个中心波长与传感光栅中心波长相匹配的解调光栅两两并联,并对其二次反射的传感光信号进行分析,得到了应变与光电探测器探测到的光功率之间的对应关系,建立了理论模型并进行了系统仿真。仿真结果表明该方案切实可行,不仅可以解决双值问题并且可以同时检测正负应变,在不添加驱动装置的情况下其传感测量范围可达952με。

基于DSP的光纤光栅解调系统的设计

阐述了利用匹配光纤光栅闭环跟踪测量传感光纤光栅布拉格波长的方法,给出了基于高速数字信号处理器(DSP)的光纤光栅波长解调系统的实现方案,该方案利用一种特殊结构的悬臂梁和两个并联二次反射匹配解调光栅的方法来实现光纤布拉格光栅(FBG)传感器的高精度大范围应变传感解调,并通过特殊悬臂梁提高了解调光栅的敏感度;同时利用并联方式并选择两个合适的匹配光栅中心波长来增大可检测的应变范围,同时解决了双值问题。

基于匹配光纤光栅的振动检测系统

针对地球物理勘探过程中检波器易受外界干扰,灵敏度低,测量范围小以及检波器材料的缺陷导致勘察质量不高等诸多缺点,在详细分析了光纤光栅匹配解调原理的基础上,开发出基于匹配光纤光栅解调技术和嵌入式ARM(Advanced RISC Machine,先进精简指令集计算机)处理器的振动检测仪,并设计出新型传感探头,实现了低频振动信号的实时测量。实验结果表明,该系统频带宽,稳定性好,灵敏度高,具有广阔的工程应用前景。

基于单片机的光纤Bragg光栅传感器的解调系统

长期以来 ,对光纤Bragg光栅传感器反射波长的检测是采用光谱仪 ,随着光纤Bragg光栅传感器应用的不断发展 ,光谱仪表现出越来越多的局限性。本文利用调谐法布里 -珀罗腔多光束传播 ,当法布里-珀罗腔满足特定条件时其透射光可达到最强或最弱原理 ,建立了F -P腔解调系统模型 ,通过检测F-P腔的相关参数而得到所测的参变量 ;根据光纤Bragg光栅自身特性 ,建立了匹配滤波法解调系统模型 ,应用另一光纤Bragg光栅跟踪被测光纤Bragg光栅的变化 ,从而得到所测量 ;论文指出了应用时在这两种解调方案中需要解决的关键问题。为了提高系统测量的准确性和实时性 ,系统采用单片机系统处理相关数据信息。本文系统详细阐述了在解调系统中单片机的应用及相关接口模型 。