基于DSP的光纖光柵溫度檢測系統(tǒng)設(shè)計(jì)與實(shí)驗(yàn)研究.pdf

1、光纖布拉格光柵(FBG)是目前最有發(fā)展前景、最具代表性的光纖無源器件之一。由于其具有可靠性高、靈敏度高、抗電磁干擾、耐腐蝕等特點(diǎn)，在傳感領(lǐng)域得到了越來越多的應(yīng)用。
　　 溫度作為工業(yè)生產(chǎn)中一個(gè)非常重要的參數(shù)需要人們密切關(guān)注，但現(xiàn)在很多場所，如高壓、強(qiáng)磁環(huán)境中使用傳統(tǒng)的傳感器無法實(shí)現(xiàn)對溫度的測量，而FBG溫度傳感器由于具有本安、抗電磁干擾強(qiáng)等獨(dú)特的優(yōu)點(diǎn)，因此將其應(yīng)用到特殊領(lǐng)域的溫度檢測中具有重要意義。
　　 光纖光柵溫度傳

2、感器的封裝技術(shù)已經(jīng)成熟，而光纖光柵解調(diào)技術(shù)是當(dāng)前光纖光柵傳感技術(shù)研究領(lǐng)域的重點(diǎn)和難點(diǎn)。特別是隨著光纖Bragg光柵傳感技術(shù)在國內(nèi)外迅速發(fā)展，對解調(diào)技術(shù)也提出了更高的要求?，F(xiàn)階段存在多種解調(diào)方法，國外很多機(jī)構(gòu)也進(jìn)行了光纖光柵解調(diào)技術(shù)的研究并開發(fā)了相應(yīng)的解調(diào)儀器，能夠滿足工業(yè)應(yīng)用目的，但是由于價(jià)格昂貴、對環(huán)境要求高等原因限制了該技術(shù)的進(jìn)一步推廣應(yīng)用。目前國內(nèi)不少部門和研究單位進(jìn)行了深入的研究，但大多數(shù)處于實(shí)驗(yàn)階段，離標(biāo)準(zhǔn)化、產(chǎn)品化還有一定的

3、距離。
　　 本文在綜合考慮光纖光柵解調(diào)系統(tǒng)復(fù)雜性、解調(diào)速度和精度以及成本的基礎(chǔ)上，設(shè)計(jì)了一套基于DSP的光纖光柵溫度傳感解調(diào)系統(tǒng)。該系統(tǒng)采用WPM( Wavelength Pumped Multiplexing)即泵浦波分復(fù)用器作為解調(diào)濾波器件，利用其在對應(yīng)傳感FBG不同波長處的插入損耗差異，辨析了不同的傳感FBG波長與輸出功率之間的關(guān)系，從而實(shí)現(xiàn)了對信號的解調(diào)。解調(diào)系統(tǒng)采用雙光路結(jié)構(gòu)，并提出了一種對稱雙通道信號數(shù)據(jù)融合方案，

4、從理論與技術(shù)上做到消除由于光源和光路造成光強(qiáng)波動(dòng)帶來的測量漂移問題。
　　 DSP芯片是目前高速、高精度信號處理的有力工具。本論文選用DSP2407作為數(shù)據(jù)處理芯片，實(shí)現(xiàn)了信號放大、濾波、采集、溫度轉(zhuǎn)換和數(shù)據(jù)傳輸?shù)裙δ?。系統(tǒng)上位機(jī)軟件采用Labview設(shè)計(jì)，將接收到的數(shù)據(jù)進(jìn)行分析、顯示和存儲(chǔ)。
　　 值得一提的是，在系統(tǒng)設(shè)計(jì)和實(shí)驗(yàn)過程中引入數(shù)字電位器進(jìn)行了放大倍數(shù)的調(diào)節(jié)，同時(shí)引入了數(shù)字溫度計(jì)與本系統(tǒng)的溫度測量進(jìn)行了對比實(shí)