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    多通道光纖布喇格光柵傳感器同步解調系統設計方案

    2013-09-18 13:17 來源:互聯網 作者:和靜

    在軍事領域,為了防止災害事故的發生,對艦船、潛艇等這些重要軍事裝備必須要有結構完整性要求。對使用中的艦船、潛艇進行連續、實時的監測,有效地監測和預測艦船、潛艇結構的損傷累積過程,評定和預測艦船、潛艇結構的安全性和可靠性,以及時地對結構進行維修加固,保證其結構沒有明顯的損傷存在,使艦船和潛艇安全可靠。

    傳統的點式電測電傳方式易受強電磁干擾信號不易遠距離傳輸,這些檢測手段難以全面反映艦艇結構的工作狀況,不能完成對整個結構狀態長期的實時監控。而光纖布喇格光柵(Fiber Bragg Grating,FBG)傳感器作為一種新型的光纖傳感器,體積小、抗電磁干擾能力強、易于組建傳感網絡并且能夠實現傳感信息波長編碼等許多獨特優點,為艦艇結構健康監測提供了新的途徑。

    鑒于此,為了實現對整個艦艇結構狀態長期實時的監控,筆者構建了多通道光纖布喇格光柵傳感器同步解調系統

    1 系統總體設計

    多通道FBG傳感器同步解調系統總體設計如圖1所示。系統由光路部分和信號處理部分組成,光路部分采用基于可調諧F-P濾波器的實時校準方案,主要由寬帶光源、可調諧F-P濾波器、3db光纖耦合器、光開關陣列(1×16)、FBG傳感陣列、帶標記熱穩定性標準具模塊和光電探測器等組成,以實現將外界溫度和應變等調制信息轉換成電信號;信號處理部分用FPGA+DSP架構協同處理,控制光開關陣列進行傳感光路選擇和D/A輸出三角波或鋸齒波驅動可調諧F-P濾波器,從而實現對光路的協同操作。然后啟動六路ADC,前五路采集光電探測器轉換的信號,最后一路采集調理后的三角波或鋸齒波作為觸發信號,觸發對其他五路數據的并行尋峰操作,通過查表將標準具透射信號的各峰值對應的波長值確定,再將被測FBG傳感器反射信號的峰值位置和標準具的峰值陣列位置聯系起來,通過線性插值運算,能夠解調出FBG傳感器的中心波長,最后通過高速網口將波長數據傳送到上位機,從而實現全天候、實時監控的功能要求。

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    光纖布喇格光柵傳感器 解調系統

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