基于ARM的光纤光栅传感信号解调系统的研究

提出了一种以ARM芯片S3C44B0X为核心,采用可调谐光纤F-P滤波器的光纤光栅解调方案。详细介绍了解调原理、系统的软硬件设计以及相关信号的数据处理。实验结果显示设计的系统灵敏度高、解调速度快、成本较低。

人工智能技术的光栅谱形复用解调研究

光栅谱形复用解调研究具有重要的意义,针对当前光栅谱形复用解调方法存在的一些局限性,以提高光栅谱形复用解调精度为目标,提出了基于人工智能技术的光栅谱形复用解调方法。首先分析光栅谱形复用解调的原理,找到影响光栅谱形复用解调效果的重要影响因素,然后采集光栅谱形复用解调信号,采用人工智能技术建立光栅谱形复用解调模型,并与其它方法进行了光栅谱形复用解调对比实验。实验结果表明,与现有方法相比,本方法的解调用时较短,仅需0.29 s,其解调精准度能够达到92%,说明该方法具有精度高、速度快的优势,可有效完成光栅谱形的复用解调。

基于光纤布拉格光栅(FBG)原理的三坐标测量机测头结构

介绍了一种基于光纤布拉格光栅(FBG)传感原理的三维测头。FBG的实质是在纤芯内形成一个窄带的滤波器,布拉格波长方程为λB=2neΛ。外界应变的变化会影响光纤光栅的折射率调制周期Λ和纤芯折射率ne,并且FBG对轴向应变特别敏感。本测头采用三根竖直放置均布于圆柱面内的FBG,FBG的上端固定在一个固定架上,下部与一个支架连接。支架通过三根钼丝悬挂在内,测杆也固定在这个支架的中心,支架能够随测针一起自由偏摆。测杆与被测件接触时发生偏转,支架把偏摆量转化为对FBG的轴向应变,从而使FBG的布拉格波长变化。本测头传感系统采用匹配光纤光栅滤波的解调方式,选用四根参数一样的光纤光栅(其中三根做传感光栅,一根做参考光栅)。宽带光源经过耦合器进入传感FBG,从传感FBG反射的光经过耦合器进入匹配FBG,用高精度探测器测量匹配光栅的反射能量。当测杆偏摆时,传感FBG的布拉格波长受应变的影响而变化,从而使参考光栅反射的能量发生变化。本文主要介绍这种自主研发测头的结构分析,传感系统。

大容量高速光纤光栅解调系统的数据压缩传输

提出了一种基于硬件差分压缩的数据传输方法,以实现大容量高速光纤Bragg光栅(FBG)解调系统中对大数据量的高效率传输。方法根据FBG峰值数据的特征进行差分处理减少数据量,并结合Lempel-Ziv-Welch(LZW)字典压缩算法消除数据冗余,最终实现大容量高速FBG解调数据的实时传输。数据处理与压缩算法在FPGA上进行硬件实现,数据吞吐率高。根据实验测试,在4kHz解调速率下,FBG静态信号数据压缩率达到16.56%,动态信号数据压缩率达到36.25%。测试结果表明,本文方法在航空发动机动态监测系统平台实验中压缩效果良好,能够有效解决在硬件资源受限下巨大数据量的传输问题。