光纖光柵傳感技術(shù)動(dòng)態(tài)解調(diào)方法及其應(yīng)用.pdf

1、光纖布拉格光柵(FBG)憑借其獨(dú)特的優(yōu)點(diǎn)，在傳感器領(lǐng)域得到了廣泛應(yīng)用。目前對(duì)于FBG傳感的研究成果集中于工程領(lǐng)域中分布式緩變量的解調(diào)，但對(duì)高頻寬帶信號(hào)(如振動(dòng)信號(hào))的檢測(cè)還沒(méi)有找到很好的解決方法。基于對(duì)這類(lèi)信號(hào)檢測(cè)的需求，動(dòng)態(tài)解調(diào)方法的研究正在不斷的開(kāi)展。研究一種適于動(dòng)態(tài)解調(diào)的方法成為當(dāng)前FBG解調(diào)中急需解決的主要任務(wù)。 本文通過(guò)廣泛閱讀資料，回顧了FBG傳感解調(diào)方法近十幾年來(lái)的進(jìn)展，分析了該技術(shù)領(lǐng)域存在的問(wèn)題，提出了強(qiáng)度調(diào)制型

2、雙光柵、放大自發(fā)輻射寬帶光源(ASE)譜特性和粗波分復(fù)用器(CWDM)邊緣譜特性三種強(qiáng)度調(diào)制的動(dòng)態(tài)解調(diào)方法。在理論分析基礎(chǔ)上，分別建立相應(yīng)的傳感系統(tǒng)。根據(jù)強(qiáng)度解調(diào)特性，應(yīng)用Matlab對(duì)實(shí)際數(shù)據(jù)進(jìn)行計(jì)算，把FBG波長(zhǎng)的漂移量變換成光強(qiáng)的變化，得到布拉格(Bragg)波長(zhǎng)的漂移量與系統(tǒng)輸出之間的關(guān)系。并且分析了造成仿真結(jié)果與數(shù)學(xué)模型之間差異的原因，改善優(yōu)化系統(tǒng)性能。 為了實(shí)現(xiàn)動(dòng)態(tài)解調(diào)，從提出的動(dòng)態(tài)解調(diào)方案中，選擇ASE光源譜特性解

3、調(diào)方法進(jìn)行了實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證。應(yīng)用超磁致伸縮材料(GMM)構(gòu)建FBG的電流傳感探頭，與ASE光源譜特性解調(diào)系統(tǒng)共同組成了交流電流測(cè)量系統(tǒng)，對(duì)50Hz的交流電流進(jìn)行測(cè)量，并通過(guò)溫度解調(diào)傳感實(shí)驗(yàn)先對(duì)ASE光源譜特性解調(diào)進(jìn)行了定標(biāo)。 根據(jù)超磁致伸縮材料的特性在預(yù)加偏磁場(chǎng)的情況下進(jìn)行了實(shí)驗(yàn)探索。通過(guò)實(shí)驗(yàn)標(biāo)定ASE光源譜特性解調(diào)應(yīng)變靈敏度系數(shù)，最終將交流電流形成的布拉格波長(zhǎng)漂移量解調(diào)成交變的電壓信號(hào)輸出。該信號(hào)與輸入電流信號(hào)相對(duì)應(yīng)，并且包含了輸