光纖光柵傳感技術動態(tài)解調方法及其應用.pdf

1、光纖布拉格光柵(FBG)憑借其獨特的優(yōu)點，在傳感器領域得到了廣泛應用。目前對于FBG傳感的研究成果集中于工程領域中分布式緩變量的解調，但對高頻寬帶信號(如振動信號)的檢測還沒有找到很好的解決方法。基于對這類信號檢測的需求，動態(tài)解調方法的研究正在不斷的開展。研究一種適于動態(tài)解調的方法成為當前FBG解調中急需解決的主要任務。 本文通過廣泛閱讀資料，回顧了FBG傳感解調方法近十幾年來的進展，分析了該技術領域存在的問題，提出了強度調制型

2、雙光柵、放大自發(fā)輻射寬帶光源(ASE)譜特性和粗波分復用器(CWDM)邊緣譜特性三種強度調制的動態(tài)解調方法。在理論分析基礎上，分別建立相應的傳感系統(tǒng)。根據強度解調特性，應用Matlab對實際數據進行計算，把FBG波長的漂移量變換成光強的變化，得到布拉格(Bragg)波長的漂移量與系統(tǒng)輸出之間的關系。并且分析了造成仿真結果與數學模型之間差異的原因，改善優(yōu)化系統(tǒng)性能。 為了實現動態(tài)解調，從提出的動態(tài)解調方案中，選擇ASE光源譜特性解

3、調方法進行了實驗驗證。應用超磁致伸縮材料(GMM)構建FBG的電流傳感探頭，與ASE光源譜特性解調系統(tǒng)共同組成了交流電流測量系統(tǒng)，對50Hz的交流電流進行測量，并通過溫度解調傳感實驗先對ASE光源譜特性解調進行了定標。 根據超磁致伸縮材料的特性在預加偏磁場的情況下進行了實驗探索。通過實驗標定ASE光源譜特性解調應變靈敏度系數，最終將交流電流形成的布拉格波長漂移量解調成交變的電壓信號輸出。該信號與輸入電流信號相對應，并且包含了輸