高速光纖光柵傳感解調(diào)系統(tǒng)設(shè)計與實現(xiàn).pdf

1、自1989年Morey首次使用光纖布拉格光柵(Fiber Bragg Grating，F(xiàn)BG)進行應變和溫度傳感以來，光纖布拉格光柵的傳感應用引起了世界范圍內(nèi)的高度重視，并且取得了長足的進步。隨著光柵寫入技術(shù)的不斷進步與制作成本的大幅降低，光纖布拉格光柵傳感技術(shù)成為了增長最快，最具發(fā)展前途的傳感技術(shù)，已被廣泛應用于航天工業(yè)、船舶航運、軍事工業(yè)、石油與煤礦工業(yè)、土木工程結(jié)構(gòu)、電力工業(yè)和化學傳感等領(lǐng)域。當前，國內(nèi)外低速的光纖光柵解調(diào)產(chǎn)品，已

2、開始逐步應用，但解調(diào)速度與精度并未達到實際應用中設(shè)備監(jiān)測的要求;針對高速光纖光柵傳感解調(diào)產(chǎn)品的設(shè)計與開發(fā)，國外的研究開展較早，并出現(xiàn)了相關(guān)的高速解調(diào)產(chǎn)品，但價格相當昂貴，很難廣泛地應用在工程領(lǐng)域中。
　　為此，高速光纖光柵解調(diào)系統(tǒng)的研究，其難點是進一步優(yōu)化現(xiàn)有的低速解調(diào)方案，改進現(xiàn)有的解調(diào)算法，實現(xiàn)光纖光柵的高速度、高精度解調(diào)。本文主要針對光纖光柵解調(diào)系統(tǒng)的高速數(shù)據(jù)采集與快速解調(diào)算法進行研究，在分析目前國內(nèi)外光纖光柵傳感解調(diào)的發(fā)展

3、以及解調(diào)產(chǎn)品研究現(xiàn)狀的基礎(chǔ)上，設(shè)計了基于可調(diào)諧F-P濾波解調(diào)法的高速光纖光柵解調(diào)方案。
　　設(shè)計方案重點研究了系統(tǒng)的標定與尋峰算法。采用光梳狀濾波器和光單峰濾波器作為參考光路，通過參考光路的標定算法提高波長解調(diào)的精度;為實現(xiàn)對峰值的準確判定，比較了不同尋峰算法的原理和適用性，并提出了一種基于狀態(tài)機的自適應半峰檢測算法。方案具體實現(xiàn)中，采用高速AD完成對FBG光譜波形的實時采樣，解調(diào)系統(tǒng)的信號處理部分以FPGA為核心，實現(xiàn)所設(shè)計的解