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分布式FBG测试技术研究及系统设计

宋磊  
【摘要】: FBG传感器是目前光纤光栅传感领域的研究热点之一,被广泛应用于民用工程结构、航空航天、船舶航运、电力工业、石油化学工业、医学、核工业等领域。目前国内桥梁建筑等行业引进各种进口仪器用于结构的健康诊断,但对FBG传感器的解调方法等核心技术以及FBG传感测试系统的研究方面尚处于探索及消化吸收阶段,离自主研发及工程实用化还有相当距离。 本文以自主研发基于FBG传感技术的智能测试系统为目的,研究和设计了一种分布式FBG测试系统。该系统采用光纤Fabry-Perot可调谐滤波法对FBG传感器的波长变化进行解调,通过D/A转换电路控制可调谐滤波器,将波长变化信号送入A/D采集卡,经过计算机软件进行滤波、分析、处理,可得到相应被测参量的变化。 首先从理论上分析研究了系统方案的可行性,对方案的设计进行详细论述,然后开发了测试软件,对测试系统进行了实验,在实验基础上提出了进一步的改进方案。 本文的主要研究内容如下: 1、从理论及方法上分析讨论了分布式FBG的测量原理,研究了分布式FBG的关键技术,特别是波长解调技术及其实现方法,设计了一种FBG解调系统; 2、完成了光电系统中有关接口电路模块的设计,实现了整个FBG光学测试系统的连接和调试; 3、研究嵌入式系统在分布式FBG测试中的应用技术及软硬件实现,研发成功基于嵌入式系统的FBG测试系统软件。利用Delphi语言和Access数据库对分布式FBG测试系统进行软件设计及调试,实现数据的接收、存储、显示、修改、查询及曲线绘制等功能。


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