光纤布拉格光栅传感分析仪
2011-07-21孙凤兰章勇勤黄海波
仪表技术与传感器 2011年12期
孙凤兰,章勇勤,黄海波
(1.华中科技大学控制科学与工程系,湖北 武汉 430074;2.华北水利水电学院信息工程学院,河南 郑州 450011;3.武汉大学电子信息学院,湖北 武汉 430079)
0 引言
光纤光栅传感网络分析仪作为一种新型的传感器,广泛用于测量温度[1]、应变[2]、压力[3]、位移[4]、振动[5]等对象,在航空航天、大坝桥梁、舰船车辆、隧道建筑、电磁干扰、灾害监测、智能材料等工程技术领域中具有重大的实用价值和广阔的应用前景。基于波长调制解调原理的光纤布拉格光栅(Fiber Bragg Grating,FBG)传感器阵列,可以采用分布式网络,根据光栅中心波长漂移,对目标进行多方位信号测量和状态分析,从而能够实现对被测对象的在线监测以及故障诊断的功能。此外,FBG传感器可按需要布设、精度高、响应快、传输距离远、安装方便、耐恶劣环境、抗电磁干扰能力强、可靠性高等特点,具有明显的技术优势。
目前,随着光纤传感技术的发展与进步,基于FBG原理的光纤光栅传感系统脱颖而出,受到广大用户的青睐,尤其在电力系统、交通运输、石油化工和工业安防等领域。文献[6]介绍了一种新颖的基于长周期与倾斜光纤布拉格光栅混合结构的高灵敏度应变传感器。文献[7]报道了一种基于光纤布拉格光栅与碳化纤维外壳复合结构的压力传感器。文献[8]叙述了利用单一光纤布拉格光栅分别测量应变和温度的新技术。文献[9-10]报到了光纤布拉格光栅在温度、加速度测量中的应用。文中提出了一种基于FPGA+DSP硬件平台,通过数据采集、信号波峰自动检测、高斯曲线拟合、加权波长计算等措施来解调波长的设计方案,并经过实验验证,系统具有线性度好、精度高、速度快等优点。……
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