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分布式光纤光栅传感系统的研究
资料介绍
当前,单点光纤光栅(Fiber Bragg Grating,FBG)传感技术在传感器领域中发展极为迅速,然而在一些大型工程及结构监测中常常需要大量的传感器,比如对飞机结构进行监控需要近5000个传感器,这是单点光纤光栅传感技术所无法实现的。基于这种现状,人们开始关注分布式光纤光栅传感技术的研究。 本文首先介绍了FBG的传感理论模型,用数值模拟的方法分析了FBG的结构参量对其频谱特性的影响,研究了FBG的温度传感原理,并对中心波长为1549nm的裸单模光纤光栅的温度传感特性进行了实验研究。实验结果表明该光栅的Bragg波长变化量与温度变化量之间存在着良好的线性关系,与理论分析相当吻合。 接着,介绍了探测器对分布式传感信号的分辨条件,给出了多点温度传感原理的数学表达式,并分析了由光源带宽决定的系统实际复用能力。通过对由三个FBG(Bragg波长分别为1549nm,1550nm,1551nm)串联组成的线型传感阵列进行温度传感实验,发现实验系统无串扰现象,并且实验系统的一条支路最多可串接39个FBG传感器。通过损耗模拟距离的实验方法分析了距离在分布式传感系统中的影响,并得出本实验系统的可靠传输距离约为50km。 最后综述了当今国内外常用的FBG波长解调方法及其复用网络波长解调技术,设计了一种基于可调谐F-P滤波器的分布式光纤光栅传感解调系统,对其光路和电路硬件系统进行了具体的描述。其中解调电路包括：光电信号检测电路、基于单片机的信号处理电路、可调谐光纤F-P滤波器驱动扫描电路等。指出了系统存在的可进一步改进的部分,并且给出了解决存在问题的方法和措施的建议。
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