光纤布喇格光栅传感网络信息解调系统的研究

摘要

自1989年Morey首次报道将光纤光栅(FBG)用作传感以来，其以抗电磁干扰、对待测信息采用波长编码、易实现准分布式传感网络测量等许多独特的优点，已成为当前信息传感领域最活跃的研究热点。然而如何实现FBG传感网络中高精度的多波长检测，则是此类传感系统研究的重点和难点。 本论文分析了FBG的基本光学传输特性及其传感原理，在分析和比较多种典型解调技术基础上，选用可调谐光纤F-P滤波解调法，完成了本解调实验系统的软硬件设计及调试。采用单片机、DSP和FPGA三种可编程微控制器的有机组合，实现了系统运行的全局控制和参数设置；数据的高速运算处理；频率和幅值可调的扫描电压输出以及运行状态和测量结果的实时液晶显示。首次提出了采用FBG作波长参考的新型实时动态校准方案。拟定系统波长分辩率可达2pm、波长扫描范围大于50nm、扫描频率在80Hz内可调、相邻传感器的波长间隔小于5nm；具有高速、高分辨率、多传感点灵活寻址和智能仪器小型化、数字化等特点。 给出了系统核心部分的软硬件调试结果，并通过实验测试和结果分析，证实了该实验系统设计方案的可行性和合理性。通过优化软硬件设计、增加A/D采集点数和寻求更好的多波长校准方案，可进一步提高系统检测精度和分辨率。

目录

文摘

英文文摘

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第一章绪论

第二章光纤Bragg光栅的基本光学特性及其传感原理

第三章光纤Bragg光栅传感网络复用技术及解调技术

第四章FBG传感网络信息解调系统的研究与设计

第五章解调实验系统的软件设计与实验结果

第六章总结及展望

致谢

参考文献

攻读硕士学位期间发表论文