基于時分復(fù)用的FBG傳感器解調(diào)技術(shù)研究.pdf

1、光纖傳感測量技術(shù)是20世紀(jì)70年代伴隨光纖通信技術(shù)的發(fā)展而迅速發(fā)展起來的，在80年代就已顯示出其廣闊的應(yīng)用前景。90年代后期，光通信帶動下的光子產(chǎn)業(yè)取得了巨大的成功，使得光纖傳感器呈產(chǎn)業(yè)化發(fā)展，在國際上形成了五大應(yīng)用領(lǐng)域，即醫(yī)學(xué)和生物、電力工業(yè)、化學(xué)和環(huán)境、軍事和智能結(jié)構(gòu)。它是一項先進的測量技術(shù)，可以實現(xiàn)快速、穩(wěn)定、可靠及高精度的測量。光纖光柵傳感器具有體積小、靈敏度高、損耗低、動態(tài)范圍大、抗干擾能力強、絕緣性能好、長期可靠性強以及便于

2、實現(xiàn)分布式多點測量等優(yōu)點，在工程領(lǐng)域也具有很好的應(yīng)用前景，所以現(xiàn)在光纖光柵傳感技術(shù)已經(jīng)被廣泛應(yīng)用于如橋梁施工檢測、地下礦井安全監(jiān)測、電力系統(tǒng)溫度控制以及醫(yī)學(xué)應(yīng)用等諸多領(lǐng)域，成果累累。隨著光纖光柵傳感技術(shù)的不斷發(fā)展與完善，光纖光柵傳感器及其傳感網(wǎng)絡(luò)系必將會得到更廣泛的應(yīng)用。
　　 本文主要以光纖光柵的傳感技術(shù)、解調(diào)技術(shù)及其傳感網(wǎng)絡(luò)時分復(fù)用技術(shù)為研究對象，概括介紹了光纖光柵傳感技術(shù)的發(fā)展現(xiàn)狀，深入研究了光纖布拉格光柵傳感的基本原理和

3、理論模型，系統(tǒng)闡述了光纖光柵的解調(diào)技術(shù)及其傳感網(wǎng)絡(luò)復(fù)用技術(shù)。在此基礎(chǔ)上設(shè)計了一套FBG解調(diào)系統(tǒng)的整體方案，以馬赫—澤德干涉儀為解調(diào)核心，詳細(xì)地分析了它的的相位調(diào)制方法及其解調(diào)方法，并且自主設(shè)計了脈沖光源。通過ARM9微控制器控制D/A模塊輸出高性能的掃描信號來控制壓電陶瓷，使得馬赫—澤德干涉儀的參考臂上光纖長度發(fā)生改變，實現(xiàn)對傳感信號進行調(diào)制。然后，通過光電轉(zhuǎn)換得到微弱的電信號，采用高精度的運放對信號進行放大，并使用高速A/D轉(zhuǎn)換器對信