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光纤光栅传感解调系统研究

刘光超  
【摘要】:传感技术是当今世界高新技术研究热点之一,更是当今科学技术发展的重要标志。传感技术与计算机技术、通信技术组成了信息产业的三大支柱。 随着光纤光栅传感技术的快速发展,光纤光栅传感技术在土木工程、航空航天、医学、电力工业、石化工业等领域上得到了广泛的应用。光纤光栅传感技术不仅具有低插入损耗、窄反射带宽、耐高温、耐腐蚀、抗电磁干扰的优点,而且利用多样的复用方式,易于组建大容量分布式传感网络,大容量分布式的传感系统对光纤光栅解调系统的灵敏度和稳定性提出了很高的要求。 本论文依托北京交通大学与南车青岛四方机车车辆股份有限公司合作项目《光纤光栅传感检测系统》。阐述了光纤光栅传感的基本原理,重点对光纤光栅传感解调系统做了详细的研究,包括五种常用的解调方案的对比研究,光源技术、可调F-P滤波器、标准具等核心部件的研究。在此基础上,提出并设计了基于可调谐F-P滤波器的双通道光纤光栅传感解调方案,分析了方案的解调原理。分别对系统选用的ASE宽带光源、可调谐F-P滤波器以及光电接收电路进行了介绍。最后对基于可调谐F-P滤波器的双通道光纤光栅传感解调系统在铁路机车上进行了对温度的测试,测试选用了自行设计的双端表面贴装式光纤光栅温度传感器,传感器便于安装,工作稳定。测试结果证明了基于可调谐F-P滤波器的双通道解调系统具有较高的灵敏度,其波长灵敏度为1pm,对温度的解调灵敏度达0.1℃,实现了预期目标。


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