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.

基于反射滤波技术的双光纤光栅传感解调研究

提出一种基于光纤光栅反射滤波技术、利用FFT对反射谱进行动态扫描技术的波长解调方案,并进行了详细的理论分析和推理。采用全光纤结构和计算机处理,大大提高了光纤传感系统的解调精度及稳定性。

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.

高速双边缘光纤光栅波长解调技术

提出一种双边缘结构对光纤光栅传感进行波长解调的方案,利用被测光谱通过不同光谱特性的滤波器时输出不同光强的比值确定被测光的波长·该系统在解调时不存在任何机械移动部分,比扫描式的解调方法测量速度更快,运行时更稳定、更精确·

基于滤波法的光纤光栅传感解调方案

FBG传感器对应变和温度的敏感体现在其反射光中心波长的变化上,因此如何测量波长的变化就成为FBG传感器的关键。在光纤光栅的多种解调方法中,因滤波法的测量器件制作简单,测量系统简易、方便直观而被广泛应用。主要介绍了8种基于滤波法的解调方法,对它们各自的成本、检测精度、测量范围、器件制作以及适用的环境进行了详细的比较,分析了它们的优缺点,以便于在不同的检测条件下选用最佳的解调方案。重点介绍了光学小波滤波解调法,探讨了其测量系统的原理,并指出该方法可用于微弱信号的检测与处理。

基于梳状滤波器的光纤光栅传感系统解调方法

针对现有光纤光栅解调系统存在的非线性和温度敏感性现状,提出并实验验证了一种基于梳状滤波器的波长解调方案。通过测试分析了梳状滤波器和可调谐Fabry-Perot滤波器的光学特性。并利用光学仿真软件Optisystem构建试验平台进行仿真计算,仿真结果和理论结果具有很好的一致性。搭建了解调实验平台,通过温度特性试验,实现了光纤光栅传感器对温度良好的线性特性。测试结果表明:系统精确度较高,测量误差小于3 pm,波长均方误差小于1.4 pm。

基于可调谐F-P滤波器的光纤光栅传感解调系统寻峰算法对比分析

设计出一种基于可调谐F-P滤波器的光纤布拉格光栅(Fiber Bragg Grating,FBG)传感解调数据采集与处理系统。为了尽可能提高光纤光栅传感器的精度,分别采用质心法、三次样条插值法、最小二乘法、高斯多项式拟合法等对数据采集系统获取的原始信号数据进行光纤光栅波长寻峰算法研究,并分别将拟合结果与光谱仪测量波长数据进行比较。结果表明,高斯多项式拟合法精度和稳定性较好,且能满足实时性要求。

基于可调光纤F-P滤波器解调的分布式光纤光栅传感系统

提出并实现了一种可满足工程实用要求的波分复用光纤光栅传感网络解决方案,系统通过可调谐光纤F-P滤波器的连续扫描实现波长信号的解调.该传感系统扫描带宽50 nm,单点工作带宽5 nm,对一般应用系统每根单纤可设20-30个点,系统最高扫描频率200 Hz,分辨率5 pm(约5με或0.5℃).

基于F-P滤波器的光纤光栅解调和标定

探讨了基于F-P滤波法对光纤光栅波长解调和标定的方法。把信号电压整形为矩形脉冲信号进行解调和标定,用这种方法进行波长解调有很高的精度和稳定性,根据该方法设计的波长解调器已广泛应用于大型多点安全监测工程。最后,给出具体的波长解调和标定的实例,精度可达到±2 pm。

光纤Bragg光栅校准可调谐F-P滤波器解调系统的研究

基于可调谐光纤（TF）Fabry-Pent（F-P）滤波扫描传感光纤Bragg光栅（FBG）反射的原理，针对可调谐光纤F-P滤波器的透射波长与驱动电压的非线性与不重复性，提出一种新颖的利用置于恒温箱内的FBG来提供波长参考，得到光纤F-P滤波器小范围内的电压-波长线性关系，对一温度传感器进行了试验检测，在30-130℃范围内，系统的平均偏差为0．52℃。

基于线性滤波器的布拉格光纤光栅解调系统的稳定性

基于线性滤波器的解调法是通过探测两路光的光功率比值来确定外界温度和压力变化的。本文通过实验证明了在相同的温度或压力下,随着光源总功率减少,两路光的比值不相同,从而影响了系统的稳定性。为了提高系统的稳定性,对两路光功率的变化进行了分析,找到了背景噪声是影响两路光比值变化的基本原因,并对背景噪声进行了处理。实验结果表明,处理背景噪声后的光纤布拉格(FBG)传感器在不同的温度环境下并改变光源功率大小时,比值较恒定,系统具有很好的稳定性。该修正方法同样适用于应变和压力等实验中系统稳定性的测量。

基于可调高斯型滤波器的光纤光栅振动解调技术研究

传统的匹配光纤布拉格光栅型光纤光栅波长解调系统具有波长匹配精度低、调节困难和动态测量范围小的缺点。为了克服上述缺点,采用波长可调谐高斯型滤波器代替传统匹配光纤光栅,提出了一种新型的光纤光栅波长解调技术。建立了基于高斯型滤波器的光纤光栅振动解调系统。对不同频率和振幅的周期性振动进行了解调实验。发现当选择合适带宽的滤波器时,透过滤波器的光功率随压电陶瓷上所加电压信号同步且高保真地变化,表明该系统对振动信号实现了有效的解调。该系统同时具有响应速度快、物理结构简单、动态测量范围大的优点。

基于光学小波滤波的光纤光栅传感解调方法的研究

采用连续波调频、波分复用技术提出了一种分布式FBG加速度测量系。针对分布式传感系统中的解调问题 ,设计了光学小波滤波器 ,有效地改善了非平衡、非线性光学信号的干扰 ,实现了光学波长绝对编码。该解调方法具有结构简单、扫描频率高、分辨率好、线性度好等优点。

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。

DWDM双边缘解调技术对光纤光栅压力传感器的影响

利用密集型波分复用器实现光纤光栅压力传感器的高灵敏度解调,通过实验得到双通道波分复用器2个边翼的透射谱分布,并构建了分段连续函数方程,实现了双边缘解调,解调的范围比单边缘扩大一倍,实验表明在0～3.6MPa范围内,该测试系统的引用误差小于1%,强度分辨力高于稀疏型波分复用器2个数量级。

基于光纤梳状滤波器的光纤Bragg光栅波长解调技术研究

为了提高光纤Bragg光栅波长解调系统的解调精度和速度，研究了光纤Bragg光栅中心波长的解调方法，提出了一种利用光纤梳状滤波器对光纤Bragg光栅中心波长标定的方法。该方法基于牛顿插值算法，利用光纤梳状滤波器提供参考点，实现对光纤Bragg光栅中心波长的标定。研究结果表明，该方法可通过光纤梳状滤波器提供多个参考点，提高了解调精度；拉格朗日插值算法和牛顿插值算法的解调精度都很高，达到了±1-±5pm，波长的均方误差小于4pm。牛顿插值算法的运算量小，节省算术运算次数，尤其是节省乘、除次数，给计算机处理大量数据提供了方便。

基于滤波器边缘解调技术的光纤光栅压力测试系统

利用光通讯技术中被广泛应用的中心波长为1550nm，波形为等腰梯形的光纤带通滤波器的边缘效应进行解调，对所定义的波长调制函数和滤波器边缘特性进行了分析，搭建了光纤光栅压力测试系统，并进行了实验测试。借助压力测试台对所研制的光纤光栅压力测试系统进行了标定，并将测试结果与标准值进行了比较，在0—6MPa的范围内该测试系统的引用误差为1％．

基于掺铒光纤环形滤波器和多模光纤光栅的双波长激光器

提出了基于掺铒光纤环形滤波器和多模光纤光栅的双波长激光器。在单波长光纤激光器的基础上,增加了多模光纤布拉格光栅(MM-FBG)和高精细度的光纤滤波器。其中多模光纤布拉格光栅作为激光器的波长选择元件,可产生两个波长的激光输出。高精细度的光纤滤波器由两个光耦合器和一段弱泵浦的掺铒光纤构成,掺铒光纤产生的增益和光纤时延使滤波器具有高精细度的梳状谱响应,从而抑制了激光器产生的不需要模式,保证了输出的激光具有窄线宽特性。以980 nm的激光二极管(LD)作为泵源,得到了线宽为0.07 nm或0.08 nm的双波长输出,表明滤波器具有良好的滤波效果。

基于长周期光栅边缘滤波解调的光纤布喇格光栅位移传感研究

利用长周期光栅的边缘滤波解调技术,我们报道了一种光纤布喇格光栅位移传感方法。系统由一个3dB耦合器、一个传感光纤布喇格光栅、一个长周期光栅和一个探测器构成。实验结果表明,在所测位移范围内,传感系统输出的光功率与位移成良好的线性关系,位移灵敏度为9.24pW/mm,位移分辨率为0.01mm。该方案结构简单、灵敏度高、线性度好,可应用于实际中的位移测量。