单片机的高精度FBG传感解调技术

将单片机数据处理应用于光纤光栅匹配解调方法中,对光电探测器输出电压与波长之间的关系数据进行线性插值．通过相关计算,确定传感光栅的中心波长位移．实验表明,采用相关计算数据处理得到的传感光栅中心波长值,比起直接采用光电探测器输出电．压为最大的数据点所确定的中心波长值,具有测量重复性好,分辨率高,结果,证明此方法可提高解调精度．     

光纤光栅传感技术在桥梁施工监控中的应用

为了满足桥梁顶推法施工监控的复杂要求,分析了光纤光栅传感器的结构和原理;研究了应变和温度交叉敏感以及波长解调等光纤B ragg光栅(FBG)传感技术应用中的关键问题。根据对桥墩受力变形的分析,结合实例设计了传感器参数。将虚拟仪器与FBG传感器相结合,可以利用虚拟仪器技术在信号采集、分析、存储和传输等方面的优势,实现光纤光栅解调与施工监控于一体,保证了施工安全和桥梁质量。     

光纤光栅的解调方法探究

光纤光栅的信号解调是光纤光栅的主要应用之一,本文分类讨论了波长解调、相位解调和衍射解调的主要解调方法.并对其典型解调方法给出了实验原理图、工作原理、特点和性能,为光纤光栅传感解调的设计提供了理论依据。     

单光纤光栅传感器双参量应变结构及解调算法

为实现单光纤布拉格光栅传感器对两个物理量的测量,提出等腰双厚度三角形悬臂梁结构,形成双等强度应变,既避免温度交叉敏感,又解决光谱波峰偏移问题。针对该光纤光栅传感结构的反射光谱进行波长分割,获得分离的小波峰,并针对小波峰寻找中心波长位置,获得可用于解调的中心波长信息,实现双参量传感信号解调。实验结果表明,相较于质心中心波长求解法和高斯拟合中心波长求解法,双斜线交叉中心波长解调算法能更稳定、准确地实现两个小波峰等峰,实现温度解调,误差小于1℃。     

光纤光栅温度传感器在地源热泵中应用

地源热泵应用地下土壤的地热资源,为建筑冬季供暖和夏季制冷．为了实时监测地源热泵工作过程中垂直盘管换热器周围土壤温度的变化,应用3个自行研制的光纤光栅温度传感器。组成分布式光纤光栅温度监测系统对其进行监测．3个光纤光栅温度传感器分别安置在25m垂直盘管的5、15和25m处．垂直盘管安装完后,应用FBG波长解调系统采集数据．采用双层钢管封装的光纤光栅温度传感器,有效消除了应变对光纤光栅的影响,同时也提高了光纤光栅的温度灵敏度．该光纤光栅温度传感系统对地源热泵长期工作状态进行了监测,监测结果与理论计算结果符合很好．     

基于双长周期光纤光栅边缘滤波的FBG冲击监测系统研究

从长周期光纤光栅(LPFG)透射光谱和光纤布拉格光栅(FBG)解调原理角度,详细研究了LPFG透射光谱的边缘滤波特性,设计了一种基于双长周期双边缘滤波的FBG冲击监测系统方案,对该方案进行了冲击信号监测验证,采用电涡流传感系统对其进行验证.结果表明该系统对冲击信号具有较好的响应度和精确度,实验结果符合结构监测领域对冲击响应监测的需要,具有广泛的应用前景.     

基于PSG和反馈光纤环波长可开关的掺铒光纤激光器

提出了一种波长可开关掺铒光纤激光器,将相移光纤光栅（PSG）用作窄带滤波器,布拉格光纤光栅（FBG）用作反射镜,通过调谐FBG中心波长实现波长的可开关特性,采用反馈光纤环结构来增大激光器的自由光谱范围（FSR）,室温下,得到了稳定的单波长和双波长激光输出,并且在一定范围内可调谐.     

光纤光栅压力计及其传感特性的研究

设计了一种基于悬臂梁结构的光纤布拉格光栅（FBG）压力传感器,采用应变片作为悬臂梁,将垂直压力转换成轴向应力. FBG固定在悬臂梁上,将应力转换成中心波长的漂移. 通过半导体激光器斜边检测法检测FBG波长的移动. 研究了FBG栅区长度和特征反射光谱宽度的关系,选择并制作了栅区长度为1 mm的FBGs作为传感器,确保FBG中心波长漂移时,半导体激光的波长仍在FBG的反射光谱区域内,扩大了传感器的动态范围. 在悬臂梁双侧设计了FBGs对结构,利用这对FBGs对环境温度相应系数相同的特性,消除环境温度波动对压力测量的影响. 在实验中改变FBGs对的温度,测量了它们对温度的响应并利用温度消敏算法获得传感器的温度不敏感性能. 提出了FBG压力传感器的空分复用技术,利用多个光纤耦合器和光电探头（PD）阵列组成传感网络. 上述的压力传感网络技术在边坡、基坑等土木工程结构安全监控领域具有实用价值.     

光纤光栅传感原理及其实用化问题的研究

该文在介绍光纤光栅传感原理、模型的基础上,对光纤光栅传感器实用化面临的两大难题—交叉敏感和波长微小位移的解调技术的几种方法进行了研究和探讨,讨论了可能的解决方法.     

光纤光栅传感信号的Sagnac环境边沿滤波解调方法

利用高双折射光纤构成的Sagnac环境做为边沿滤波器件,应用于光纤光栅传感系统中,实现了7nm范围内的线性波长解调．采用全光纤设计,系统的解调速度可达数kHz．该解调方案基于光强度测量,适用于动态和静态测量,具有系统反映迅速,性能价格比高等优点．     

光纤光栅传感特性测试仪的研究

利用匹配光纤光栅解调的技术,将光纤光栅和悬臂梁结构相结合,制作出一种新颖的光纤光栅传感测试仪.该仪器具有成本低、线性度高、灵活性和方便性,不仅可作为现场光栅传感测试装置,而且可以作为光纤光栅教学实验设备.     

基于温度补偿高双折射光纤环镜的边缘滤波解调方法

提出了一种光纤光栅传感解调新方法.系统由1个3dB耦合器、1个传感光纤布喇格光栅、1个双折射光纤环镜和1个探测器构成,高双折射光纤环镜作为边缘滤波器.光纤光栅波长的线性解调带宽为3.6nm.对双折射光纤环镜的温度补偿进行了实验研究,实验表明,封装的高双折射光纤环镜能够补偿高双折射光纤环镜的温度漂移.补偿前的高双折射光纤环镜波长随温度漂移为2.3 nm/℃,补偿后的双折射光纤环镜波长随温度漂移为0.005 nm/℃,远小于未补偿的双折射光纤环镜波长随温度漂移.     

基于C8051F410单片机的光纤光栅解调仪

设计了一种基于C8051F410单片机的新型光纤光栅解调仪,利用DFB激光器波长可调的特性实现对一定波长范围光纤光栅传感器的解调,温度精度可以达到0．5℃以内。解决了长期必须采用光谱分析原理等手段才能实现波长检测的问题,同时提供一种简单、实用、低成本的方案,既可以作为试验测试设备,又可以配备到具体的产品中。     

布拉格光纤光栅光谱方法测量简支梁的垂向小位移

分析简支梁的变形特点和FBG的衍射原理，提出通过FBG布拉格波长漂移量测量简支梁的垂向小位移的方法．理论分析了传感原理，并在不同的变形位移条件下测量了FBG中心反射波长的漂移量，验证了理论推导的正确性．理论推导和试验数据均表明，该方法的测量精度与FBG的有效折射率、空间周期和梁的厚度成正比；与梁跨度的二次方成反比；量程则相反．     

DSP光纤光栅解调系统研究

实现高精度、快速光纤光栅解调的关键在于对FBG传感器反射的光信号进行波长分析,根据波长的大小结合光纤光栅传感器的物理特性,最终获得相应的待测量。通过对解调系统中存在的噪声进行系统分析,找出电路和光路中影响系统精度的因素,并针对元器件选型、pcb布局、光路搭建、软件算法方面提出了噪声抑制方案,有效提高了系统的测量精度。     

基于光纤熔融拉锥过耦合器和光纤光栅的振动检测研究

介绍了一种用光纤光栅（FBG）作为传感器,以光纤过耦合器作为斜坡滤波器检测振动信号的方法,并给出了光纤过耦合器的输出特性和光谱;通过对光纤过耦合器两路输出光功率的计算,得出在过耦合器一段单调周期内计算结果与波长具有很好的线性关系,同时也阐明了可以根据功率的变化来检测振动信号。设计了一套用于检测振动信号的解调系统,通过实验证明该系统在正弦激励下具有较好的响应。     

基于边缘滤波的温度传感实验研究

利用基于长周期光栅的边缘滤波解调方法,在给出波长解调原理的基础上,对裸光纤光栅和毛细钢管封装的光栅进行温度传感实验研究.实验结果表明,在所测温度范围内,光纤光栅呈现良好的线性关系,且封装式传感头线性度更优.而后利用封装式探头进行解调实验研究,表明经边缘滤波解调后系统的精度进一步提高.     

具有温度补偿的光纤光栅压力传感器

为了实现高压测量时的温度交叉敏感问题,提出一种基于自由弹性变形体的光纤光栅压力传感器结构及光纤光栅传感信号的自解调方法。与传统光纤光栅传感器中传感单元与解调单元相互分离的结构不同,该文提出的光纤光栅压力传感器系统利用一对匹配的光纤光栅和一个简单的等腰三角形悬臂梁结构,实现了传感解调的合而为一,解决了光纤光栅传感器的交叉敏感和信号啁啾的问题。仿真与初步的试验结果表明,在高达100M Pa的压力范围内,测量灵敏度为8.5 pm/M Pa。