多通道FP/FBG混合傳感系統(tǒng)高速解調(diào)軟件設(shè)計(jì)及其應(yīng)用
發(fā)布時(shí)間:2021-09-23 11:12
隨著光纖傳感技術(shù)的發(fā)展,點(diǎn)式光纖傳感器因?yàn)榭闺姶鸥蓴_、體積小、質(zhì)量輕、具有良好的絕緣性等顯著優(yōu)點(diǎn),已經(jīng)被廣泛應(yīng)用在了交通、建筑、醫(yī)學(xué)、航空航天等工業(yè)和軍事領(lǐng)域,其中光纖FP傳感器和FBG傳感器應(yīng)用最為廣泛,但是發(fā)展的同時(shí)也依舊存在很多問題有待解決。比如工程項(xiàng)目中經(jīng)常需要FP和FBG兩種傳感器同時(shí)使用,但是現(xiàn)有的點(diǎn)式光纖傳感器解調(diào)系統(tǒng)大多是峰值解調(diào),不能同時(shí)對(duì)FP傳感器相位和FBG傳感器波長進(jìn)行解調(diào);現(xiàn)有點(diǎn)式光纖傳感器解調(diào)系統(tǒng)的解調(diào)精度、解調(diào)速度以及解調(diào)系統(tǒng)并行處理通道數(shù)還無法滿足工程應(yīng)用的需要等。因此改進(jìn)和完善點(diǎn)式光纖傳感器解調(diào)系統(tǒng)具有深刻的現(xiàn)實(shí)意義。本論文基于這個(gè)出發(fā)點(diǎn),完成了系列工作,總結(jié)如下:(1)基于掃描式半導(dǎo)體激光器模塊搭建了一套16通道的FP/FBG混合傳感器解調(diào)硬件系統(tǒng),其中光譜采集速度可達(dá)16通道并行的1000Hz。對(duì)解調(diào)軟件系統(tǒng)做了詳細(xì)的需求分析。對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行了傳輸數(shù)據(jù)格式設(shè)計(jì)、流程設(shè)計(jì)、界面設(shè)計(jì)等。提出了通道擴(kuò)展方法,使基于16通道的解調(diào)系統(tǒng)可以搭建出32通道,48通道,64通道甚至更多通道的解調(diào)系統(tǒng),并且分析了通道擴(kuò)展技術(shù)的軟件實(shí)現(xiàn)。(2)解調(diào)原始數(shù)據(jù)得到了FP傳感...
【文章來源】:電子科技大學(xué)四川省 211工程院校 985工程院校 教育部直屬院校
【文章頁數(shù)】:80 頁
【學(xué)位級(jí)別】:碩士
【文章目錄】:
摘要
abstract
第一章 緒論
1.1 光纖傳感技術(shù)概述
1.1.1 光纖傳感器的基本原理
1.1.2 光纖傳感器的分類
1.1.3 光纖傳感器的應(yīng)用
1.2 點(diǎn)式光纖傳感器簡介
1.3 本論文的研究意義和主要內(nèi)容
第二章 光纖FP傳感器和FBG傳感器的基本原理
2.1 光纖FP傳感器簡介
2.1.1 Fabry-Perot腔的物理結(jié)構(gòu)
2.1.2 光纖FP傳感器的基本原理
2.1.3 光纖FP傳感器的分類
2.2 光纖FP傳感器的解調(diào)
2.2.1 強(qiáng)度解調(diào)
2.2.2 相位解調(diào)
2.3 FBG傳感器簡介
2.3.1 光柵的基本原理
2.3.2 FBG的基本原理
2.4 FBG傳感器的解調(diào)
2.4.1 匹配光纖光柵濾波解調(diào)法
2.4.2 非平衡M-Z光纖干涉解調(diào)法
2.4.3 可調(diào)諧窄帶光源解調(diào)法
2.5 本章小結(jié)
第三章 FP/FBG混合傳感器解調(diào)系統(tǒng)設(shè)計(jì)及光譜信號(hào)獲取
3.1 系統(tǒng)原理
3.2 多通道FP/FBG混合傳感器高速解調(diào)硬件系統(tǒng)
3.3 多通道FP/FBG混合傳感器高速解調(diào)軟件系統(tǒng)
3.3.1 軟件需求分析
3.3.2 軟件設(shè)計(jì)
3.4 通道擴(kuò)展設(shè)計(jì)及其軟件實(shí)現(xiàn)
3.5 FP/FBG傳感器光譜信號(hào)獲取、處理及其軟件實(shí)現(xiàn)
3.5.1 FP/FBG傳感器光譜信號(hào)的獲取及其軟件實(shí)現(xiàn)
3.5.2 FP/FBG傳感器的光譜信號(hào)處理及其軟件實(shí)現(xiàn)
3.6 本章小結(jié)
第四章 FP/FBG傳感器信號(hào)處理及其軟件實(shí)現(xiàn)
4.1 光纖FP傳感器的相位解調(diào)及其軟件實(shí)現(xiàn)
4.1.1 FFT算法求解FP相位
4.1.2 CZT算法求解FP相位
4.1.3 CZT算法與FFT算法比較
4.1.4 利用多線程優(yōu)化CZT算法解調(diào)速度
4.2 FBG傳感器信號(hào)處理及其軟件實(shí)現(xiàn)
4.2.1 FBG傳感器波長解調(diào)及其軟件實(shí)現(xiàn)
4.2.2 單通道復(fù)用多支FBG的原理及其軟件實(shí)現(xiàn)
4.3 變溫環(huán)境下光纖FP傳感器的溫度較準(zhǔn)及其軟件實(shí)現(xiàn)
4.3.1 光纖FP傳感器溫度校準(zhǔn)原理
4.3.2 利用FBG傳感器校準(zhǔn)光纖FP傳感器信號(hào)
4.4 本章小結(jié)
第五章 軟件成果及其應(yīng)用
5.1 軟件成果
5.2 軟件應(yīng)用
5.2.1 應(yīng)變測量
5.2.2 壓強(qiáng)測量
5.3 本章小結(jié)
第六章 總結(jié)與展望
6.1 全文總結(jié)
6.2 工作展望
致謝
參考文獻(xiàn)
攻讀碩士學(xué)位期間取得的成果
【參考文獻(xiàn)】:
期刊論文
[1]基于時(shí)分復(fù)用和窄波長掃描激光的長距離光纖布喇格光柵傳感系統(tǒng)[J]. 劉川,饒?jiān)平?冉曾令,封莎. 光子學(xué)報(bào). 2010(11)
[2]線性調(diào)頻Z變換在數(shù)據(jù)處理中的應(yīng)用[J]. 孫麗軍,蘇亞斌. 科技資訊. 2009(10)
[3]基于線性調(diào)頻Z變換的高性能頻率估計(jì)[J]. 黃玉春,黃載祿,黃本雄,徐書華. 華中科技大學(xué)學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版). 2008(06)
[4]基于光楔的光纖法-珀應(yīng)變傳感器解調(diào)系統(tǒng)原理研究[J]. 周紅軍. 激光與紅外. 2007(06)
[5]用在頻譜細(xì)化中Chirp-Z變換的特性分析[J]. 馮志華,劉永斌,張健. 信號(hào)處理. 2006(05)
[6]幾種基于FFT的頻率估計(jì)方法精度分析[J]. 齊國清. 振動(dòng)工程學(xué)報(bào). 2006(01)
[7]基于傅里葉變換的光纖法布里-珀羅傳感器解調(diào)研究[J]. 章鵬,朱永,唐曉初,陳偉民. 光學(xué)學(xué)報(bào). 2005(02)
[8]光纖法布里-珀羅傳感器腔長的傅里葉變換解調(diào)原理研究[J]. 章鵬,朱永,陳偉民. 光子學(xué)報(bào). 2004(12)
[9]光纖傳感器的今日與發(fā)展[J]. 廖延彪,黎敏. 傳感器世界. 2004(02)
[10]兩種典型的光纖傳感器研究現(xiàn)狀與發(fā)展趨勢[J]. 鄭宏軍,黎昕,楊恒新. 傳感技術(shù)學(xué)報(bào). 2001(04)
博士論文
[1]光纖過程層析成像技術(shù)研究[D]. 閻春生.清華大學(xué) 2003
碩士論文
[1]微腔干涉型光纖傳感器及解調(diào)技術(shù)研究[D]. 倪敏.電子科技大學(xué) 2012
本文編號(hào):3405600
【文章來源】:電子科技大學(xué)四川省 211工程院校 985工程院校 教育部直屬院校
【文章頁數(shù)】:80 頁
【學(xué)位級(jí)別】:碩士
【文章目錄】:
摘要
abstract
第一章 緒論
1.1 光纖傳感技術(shù)概述
1.1.1 光纖傳感器的基本原理
1.1.2 光纖傳感器的分類
1.1.3 光纖傳感器的應(yīng)用
1.2 點(diǎn)式光纖傳感器簡介
1.3 本論文的研究意義和主要內(nèi)容
第二章 光纖FP傳感器和FBG傳感器的基本原理
2.1 光纖FP傳感器簡介
2.1.1 Fabry-Perot腔的物理結(jié)構(gòu)
2.1.2 光纖FP傳感器的基本原理
2.1.3 光纖FP傳感器的分類
2.2 光纖FP傳感器的解調(diào)
2.2.1 強(qiáng)度解調(diào)
2.2.2 相位解調(diào)
2.3 FBG傳感器簡介
2.3.1 光柵的基本原理
2.3.2 FBG的基本原理
2.4 FBG傳感器的解調(diào)
2.4.1 匹配光纖光柵濾波解調(diào)法
2.4.2 非平衡M-Z光纖干涉解調(diào)法
2.4.3 可調(diào)諧窄帶光源解調(diào)法
2.5 本章小結(jié)
第三章 FP/FBG混合傳感器解調(diào)系統(tǒng)設(shè)計(jì)及光譜信號(hào)獲取
3.1 系統(tǒng)原理
3.2 多通道FP/FBG混合傳感器高速解調(diào)硬件系統(tǒng)
3.3 多通道FP/FBG混合傳感器高速解調(diào)軟件系統(tǒng)
3.3.1 軟件需求分析
3.3.2 軟件設(shè)計(jì)
3.4 通道擴(kuò)展設(shè)計(jì)及其軟件實(shí)現(xiàn)
3.5 FP/FBG傳感器光譜信號(hào)獲取、處理及其軟件實(shí)現(xiàn)
3.5.1 FP/FBG傳感器光譜信號(hào)的獲取及其軟件實(shí)現(xiàn)
3.5.2 FP/FBG傳感器的光譜信號(hào)處理及其軟件實(shí)現(xiàn)
3.6 本章小結(jié)
第四章 FP/FBG傳感器信號(hào)處理及其軟件實(shí)現(xiàn)
4.1 光纖FP傳感器的相位解調(diào)及其軟件實(shí)現(xiàn)
4.1.1 FFT算法求解FP相位
4.1.2 CZT算法求解FP相位
4.1.3 CZT算法與FFT算法比較
4.1.4 利用多線程優(yōu)化CZT算法解調(diào)速度
4.2 FBG傳感器信號(hào)處理及其軟件實(shí)現(xiàn)
4.2.1 FBG傳感器波長解調(diào)及其軟件實(shí)現(xiàn)
4.2.2 單通道復(fù)用多支FBG的原理及其軟件實(shí)現(xiàn)
4.3 變溫環(huán)境下光纖FP傳感器的溫度較準(zhǔn)及其軟件實(shí)現(xiàn)
4.3.1 光纖FP傳感器溫度校準(zhǔn)原理
4.3.2 利用FBG傳感器校準(zhǔn)光纖FP傳感器信號(hào)
4.4 本章小結(jié)
第五章 軟件成果及其應(yīng)用
5.1 軟件成果
5.2 軟件應(yīng)用
5.2.1 應(yīng)變測量
5.2.2 壓強(qiáng)測量
5.3 本章小結(jié)
第六章 總結(jié)與展望
6.1 全文總結(jié)
6.2 工作展望
致謝
參考文獻(xiàn)
攻讀碩士學(xué)位期間取得的成果
【參考文獻(xiàn)】:
期刊論文
[1]基于時(shí)分復(fù)用和窄波長掃描激光的長距離光纖布喇格光柵傳感系統(tǒng)[J]. 劉川,饒?jiān)平?冉曾令,封莎. 光子學(xué)報(bào). 2010(11)
[2]線性調(diào)頻Z變換在數(shù)據(jù)處理中的應(yīng)用[J]. 孫麗軍,蘇亞斌. 科技資訊. 2009(10)
[3]基于線性調(diào)頻Z變換的高性能頻率估計(jì)[J]. 黃玉春,黃載祿,黃本雄,徐書華. 華中科技大學(xué)學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版). 2008(06)
[4]基于光楔的光纖法-珀應(yīng)變傳感器解調(diào)系統(tǒng)原理研究[J]. 周紅軍. 激光與紅外. 2007(06)
[5]用在頻譜細(xì)化中Chirp-Z變換的特性分析[J]. 馮志華,劉永斌,張健. 信號(hào)處理. 2006(05)
[6]幾種基于FFT的頻率估計(jì)方法精度分析[J]. 齊國清. 振動(dòng)工程學(xué)報(bào). 2006(01)
[7]基于傅里葉變換的光纖法布里-珀羅傳感器解調(diào)研究[J]. 章鵬,朱永,唐曉初,陳偉民. 光學(xué)學(xué)報(bào). 2005(02)
[8]光纖法布里-珀羅傳感器腔長的傅里葉變換解調(diào)原理研究[J]. 章鵬,朱永,陳偉民. 光子學(xué)報(bào). 2004(12)
[9]光纖傳感器的今日與發(fā)展[J]. 廖延彪,黎敏. 傳感器世界. 2004(02)
[10]兩種典型的光纖傳感器研究現(xiàn)狀與發(fā)展趨勢[J]. 鄭宏軍,黎昕,楊恒新. 傳感技術(shù)學(xué)報(bào). 2001(04)
博士論文
[1]光纖過程層析成像技術(shù)研究[D]. 閻春生.清華大學(xué) 2003
碩士論文
[1]微腔干涉型光纖傳感器及解調(diào)技術(shù)研究[D]. 倪敏.電子科技大學(xué) 2012
本文編號(hào):3405600
本文鏈接:http://sikaile.net/kejilunwen/zidonghuakongzhilunwen/3405600.html
最近更新
教材專著