超弱光纖光柵傳感解調(diào)系統(tǒng)研究
發(fā)布時(shí)間:2020-12-12 23:10
隨著社會(huì)進(jìn)步和科學(xué)技術(shù)的發(fā)展,傳感技術(shù)得到了廣泛的應(yīng)用。超弱光纖光柵(Ultraweak FBG)作為光纖光柵傳感光纖傳感領(lǐng)域的新的類型,具有對(duì)光信號(hào)傳輸時(shí)損耗小、機(jī)械強(qiáng)度高、復(fù)用能力強(qiáng)等優(yōu)點(diǎn),已經(jīng)成為傳感領(lǐng)域不可替代的研究方向之一。采用超弱光纖光柵構(gòu)成的新一代光纖光柵傳感網(wǎng)絡(luò)具有大容量、長距離、高精度等特點(diǎn),可以滿足當(dāng)大型工程成千上萬個(gè)監(jiān)測(cè)點(diǎn)的需要。本文在研究國內(nèi)外光纖光柵傳感技術(shù)的基礎(chǔ)上,以大容量光纖光柵傳感網(wǎng)解調(diào)技術(shù)和系統(tǒng)作為研究對(duì)象,研究超弱光纖光柵陣列的光譜特性,針對(duì)去噪和峰值檢測(cè),提出有效的去噪方案和相應(yīng)的解調(diào)算法改進(jìn),最終實(shí)現(xiàn)傳感網(wǎng)絡(luò)的大容量高精度解調(diào)。信號(hào)處理部分是確保解調(diào)系統(tǒng)精確性的重要環(huán)節(jié),本文針對(duì)傳感解調(diào)系統(tǒng)的采集信號(hào)進(jìn)行研究,采用在小波閾值去噪的基礎(chǔ)上進(jìn)行改進(jìn)和重構(gòu)。實(shí)驗(yàn)表明:該方法既克服了硬閾值函數(shù)本身的不連續(xù)性,又避免了軟閾值函數(shù)固有的偏差問題,提高了信號(hào)的重構(gòu)精度,對(duì)傳感信號(hào)預(yù)處理達(dá)到很好的去噪效果。光譜中心波長的精確定位是衡量傳感網(wǎng)絡(luò)解調(diào)技術(shù)關(guān)鍵,本文分析了常用的尋峰算法及各其優(yōu)缺點(diǎn),并針對(duì)被采樣的光纖光柵信號(hào)含有干擾信號(hào)的問題,提出一種應(yīng)用于大容量傳感...
【文章來源】:長春工業(yè)大學(xué)吉林省
【文章頁數(shù)】:74 頁
【學(xué)位級(jí)別】:碩士
【部分圖文】:
超弱FBG在石油化工領(lǐng)域的應(yīng)用
第1章緒論3載重情況,以便發(fā)現(xiàn)橋梁是否發(fā)生異常,保證橋梁的安全[22],因此超弱光纖光柵傳感技術(shù)在未來的工程應(yīng)用中顯現(xiàn)出巨大的潛力。圖1-2超弱FBG在石油化工領(lǐng)域的應(yīng)用圖1-3超弱FBG在橋梁建筑領(lǐng)域的應(yīng)用光纖光柵傳感網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用核心是傳感信號(hào)的解調(diào)。目前,基于光纖光柵傳感網(wǎng)絡(luò)信號(hào)解調(diào)的方法有很多種,如波長解調(diào)、相位解調(diào)、頻率解調(diào)、成像光譜解調(diào)等,不同的解調(diào)方法在使用條件和性能上都有差異,在應(yīng)用到實(shí)際工程時(shí)也有其存在的優(yōu)缺點(diǎn)。國外在光纖光柵傳感領(lǐng)域研究起步比較早,1966年諾貝爾物理獎(jiǎng)獲得者高琨首次提出用良好導(dǎo)光性的玻璃纖維傳輸光信號(hào),替代金屬材料來傳輸電信號(hào),實(shí)現(xiàn)了語音通信[23]。1970年世界上第一根石英制成的光導(dǎo)纖維被制造出來,光傳輸損耗為20dB/km,實(shí)現(xiàn)革命性突破。近十幾年,隨著光纖傳感技術(shù)的發(fā)展和光纖元件的不斷突破,采用光傳輸信號(hào)的光纖迅速從實(shí)驗(yàn)階段走向?qū)嶋H應(yīng)用,但實(shí)際應(yīng)用中要滿足多點(diǎn)監(jiān)測(cè)的要求,當(dāng)時(shí)的傳感技術(shù)由于每根光纖上用于監(jiān)測(cè)物理參數(shù)的光纖光柵時(shí)分有限,應(yīng)用在工程上存在很大的局限性。Barnoski和jensen在1976年首次提出一種光時(shí)域反射器(opticaltime-domain
第5章傳感解調(diào)系統(tǒng)測(cè)試455.1.2實(shí)驗(yàn)平臺(tái)硬件組成實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)包含的主要硬件設(shè)備如圖5-2(a)-(f)所示。(a)ASE光(b)EDFA100P實(shí)物圖(c)溫控箱(d)超弱光纖光柵(e)光環(huán)路器實(shí)物圖(f)計(jì)算機(jī)圖5-2實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)設(shè)備實(shí)物圖系統(tǒng)硬件設(shè)備的型號(hào)以及性能參數(shù)如下:
【參考文獻(xiàn)】:
期刊論文
[1]光通技術(shù)在物聯(lián)網(wǎng)發(fā)展中的應(yīng)用[J]. 胡睿. 通信電源技術(shù). 2020(04)
[2]小波與中值濾波相結(jié)合的汽車管路連接件表面缺陷圖像去噪[J]. 楊澤青,李超,黃鳳榮,彭凱,劉麗冰. 現(xiàn)代制造工程. 2019(11)
[3]基于傾斜光柵的可調(diào)諧線偏振摻鐿光纖激光器[J]. 楊錦民,林彥呂,黃千千,黃梓楠,邢志坤,閆志君,牟成博. 光學(xué)學(xué)報(bào). 2020(03)
[4]基于拍頻解調(diào)的光纖光柵位移傳感器[J]. 徐雨露,倪屹,余濤,郭瑜. 激光與光電子學(xué)進(jìn)展. 2019(17)
[5]石油化工設(shè)備健康監(jiān)測(cè)技術(shù)研究和發(fā)展?fàn)顩r[J]. 賀柏達(dá),王璇,趙聰. 化工自動(dòng)化及儀表. 2019(08)
[6]基于光纖傳感技術(shù)的橋梁拉索健康監(jiān)測(cè)技術(shù)試驗(yàn)研究[J]. 何武超,李劭暉,江震,俞建群,朱駿,馬骉. 城市道橋與防洪. 2019(06)
[7]基于FBG的鐵路安全監(jiān)測(cè)傳感網(wǎng)絡(luò)的復(fù)用技術(shù)應(yīng)用[J]. 周松. 信息通信. 2019(06)
[8]曲線擬合算法對(duì)光纖光柵傳感解調(diào)性能的影響研究[J]. 李寧,王東,王宇,白清,周慧棟,靳寶全. 傳感技術(shù)學(xué)報(bào). 2019(05)
[9]基于CFA的巴特沃斯低通濾波器設(shè)計(jì)和仿真[J]. 劉宛,董金寧,池思慧,趙柏樹. 湖北大學(xué)學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版). 2019(03)
[10]基于光纖傳感技術(shù)的軌道占用監(jiān)測(cè)系統(tǒng)設(shè)計(jì)[J]. 張守梁,燕延. 石家莊鐵道大學(xué)學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版). 2019(03)
博士論文
[1]基于光纖傳感的航天器結(jié)構(gòu)在軌狀態(tài)監(jiān)測(cè)技術(shù)研究[D]. 申景詩.西安電子科技大學(xué) 2019
[2]基于分布式光纖監(jiān)測(cè)的管道結(jié)構(gòu)狀態(tài)識(shí)別方法研究[D]. 吳文婧.大連理工大學(xué) 2018
[3]基于錯(cuò)位和無芯的高靈敏度及偏振調(diào)制光纖傳感研究[D]. 王芳.河南師范大學(xué) 2016
碩士論文
[1]基于改進(jìn)粒子群和蟻群的云計(jì)算任務(wù)調(diào)度研究[D]. 尹亞日.南京郵電大學(xué) 2019
[2]基于FPGA的高速光纖光柵解調(diào)技術(shù)與實(shí)驗(yàn)研究[D]. 孔祥龍.山東大學(xué) 2019
[3]Bragg光纖光柵傳感及解調(diào)系統(tǒng)關(guān)鍵技術(shù)研究[D]. 杜洋.長春理工大學(xué) 2019
[4]光纖光柵高溫傳感技術(shù)研究[D]. 薛淵澤.中國航天科技集團(tuán)公司第一研究院 2018
[5]大型儲(chǔ)罐不均勻沉降在線監(jiān)測(cè)與預(yù)測(cè)方法研究[D]. 程國才.武漢工程大學(xué) 2018
[6]基于嵌入式的光纖光柵解調(diào)系統(tǒng)[D]. 胡元華.南昌航空大學(xué) 2017
[7]基于FBGA解調(diào)的光纖光柵檢測(cè)系統(tǒng)設(shè)計(jì)[D]. 趙凱.安徽工業(yè)大學(xué) 2017
[8]基于布里淵和瑞利散射的增敏型分布式光纖傳感系統(tǒng)[D]. 夏嵐.南京大學(xué) 2016
[9]基于粒子群模擬退火算法的光纖光柵復(fù)用解調(diào)技術(shù)的研究[D]. 李彩玲.燕山大學(xué) 2016
[10]中高頻光纖光柵加速度傳感器優(yōu)化設(shè)計(jì)與信號(hào)處理[D]. 殷廣林.武漢理工大學(xué) 2016
本文編號(hào):2913438
【文章來源】:長春工業(yè)大學(xué)吉林省
【文章頁數(shù)】:74 頁
【學(xué)位級(jí)別】:碩士
【部分圖文】:
超弱FBG在石油化工領(lǐng)域的應(yīng)用
第1章緒論3載重情況,以便發(fā)現(xiàn)橋梁是否發(fā)生異常,保證橋梁的安全[22],因此超弱光纖光柵傳感技術(shù)在未來的工程應(yīng)用中顯現(xiàn)出巨大的潛力。圖1-2超弱FBG在石油化工領(lǐng)域的應(yīng)用圖1-3超弱FBG在橋梁建筑領(lǐng)域的應(yīng)用光纖光柵傳感網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用核心是傳感信號(hào)的解調(diào)。目前,基于光纖光柵傳感網(wǎng)絡(luò)信號(hào)解調(diào)的方法有很多種,如波長解調(diào)、相位解調(diào)、頻率解調(diào)、成像光譜解調(diào)等,不同的解調(diào)方法在使用條件和性能上都有差異,在應(yīng)用到實(shí)際工程時(shí)也有其存在的優(yōu)缺點(diǎn)。國外在光纖光柵傳感領(lǐng)域研究起步比較早,1966年諾貝爾物理獎(jiǎng)獲得者高琨首次提出用良好導(dǎo)光性的玻璃纖維傳輸光信號(hào),替代金屬材料來傳輸電信號(hào),實(shí)現(xiàn)了語音通信[23]。1970年世界上第一根石英制成的光導(dǎo)纖維被制造出來,光傳輸損耗為20dB/km,實(shí)現(xiàn)革命性突破。近十幾年,隨著光纖傳感技術(shù)的發(fā)展和光纖元件的不斷突破,采用光傳輸信號(hào)的光纖迅速從實(shí)驗(yàn)階段走向?qū)嶋H應(yīng)用,但實(shí)際應(yīng)用中要滿足多點(diǎn)監(jiān)測(cè)的要求,當(dāng)時(shí)的傳感技術(shù)由于每根光纖上用于監(jiān)測(cè)物理參數(shù)的光纖光柵時(shí)分有限,應(yīng)用在工程上存在很大的局限性。Barnoski和jensen在1976年首次提出一種光時(shí)域反射器(opticaltime-domain
第5章傳感解調(diào)系統(tǒng)測(cè)試455.1.2實(shí)驗(yàn)平臺(tái)硬件組成實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)包含的主要硬件設(shè)備如圖5-2(a)-(f)所示。(a)ASE光(b)EDFA100P實(shí)物圖(c)溫控箱(d)超弱光纖光柵(e)光環(huán)路器實(shí)物圖(f)計(jì)算機(jī)圖5-2實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)設(shè)備實(shí)物圖系統(tǒng)硬件設(shè)備的型號(hào)以及性能參數(shù)如下:
【參考文獻(xiàn)】:
期刊論文
[1]光通技術(shù)在物聯(lián)網(wǎng)發(fā)展中的應(yīng)用[J]. 胡睿. 通信電源技術(shù). 2020(04)
[2]小波與中值濾波相結(jié)合的汽車管路連接件表面缺陷圖像去噪[J]. 楊澤青,李超,黃鳳榮,彭凱,劉麗冰. 現(xiàn)代制造工程. 2019(11)
[3]基于傾斜光柵的可調(diào)諧線偏振摻鐿光纖激光器[J]. 楊錦民,林彥呂,黃千千,黃梓楠,邢志坤,閆志君,牟成博. 光學(xué)學(xué)報(bào). 2020(03)
[4]基于拍頻解調(diào)的光纖光柵位移傳感器[J]. 徐雨露,倪屹,余濤,郭瑜. 激光與光電子學(xué)進(jìn)展. 2019(17)
[5]石油化工設(shè)備健康監(jiān)測(cè)技術(shù)研究和發(fā)展?fàn)顩r[J]. 賀柏達(dá),王璇,趙聰. 化工自動(dòng)化及儀表. 2019(08)
[6]基于光纖傳感技術(shù)的橋梁拉索健康監(jiān)測(cè)技術(shù)試驗(yàn)研究[J]. 何武超,李劭暉,江震,俞建群,朱駿,馬骉. 城市道橋與防洪. 2019(06)
[7]基于FBG的鐵路安全監(jiān)測(cè)傳感網(wǎng)絡(luò)的復(fù)用技術(shù)應(yīng)用[J]. 周松. 信息通信. 2019(06)
[8]曲線擬合算法對(duì)光纖光柵傳感解調(diào)性能的影響研究[J]. 李寧,王東,王宇,白清,周慧棟,靳寶全. 傳感技術(shù)學(xué)報(bào). 2019(05)
[9]基于CFA的巴特沃斯低通濾波器設(shè)計(jì)和仿真[J]. 劉宛,董金寧,池思慧,趙柏樹. 湖北大學(xué)學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版). 2019(03)
[10]基于光纖傳感技術(shù)的軌道占用監(jiān)測(cè)系統(tǒng)設(shè)計(jì)[J]. 張守梁,燕延. 石家莊鐵道大學(xué)學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版). 2019(03)
博士論文
[1]基于光纖傳感的航天器結(jié)構(gòu)在軌狀態(tài)監(jiān)測(cè)技術(shù)研究[D]. 申景詩.西安電子科技大學(xué) 2019
[2]基于分布式光纖監(jiān)測(cè)的管道結(jié)構(gòu)狀態(tài)識(shí)別方法研究[D]. 吳文婧.大連理工大學(xué) 2018
[3]基于錯(cuò)位和無芯的高靈敏度及偏振調(diào)制光纖傳感研究[D]. 王芳.河南師范大學(xué) 2016
碩士論文
[1]基于改進(jìn)粒子群和蟻群的云計(jì)算任務(wù)調(diào)度研究[D]. 尹亞日.南京郵電大學(xué) 2019
[2]基于FPGA的高速光纖光柵解調(diào)技術(shù)與實(shí)驗(yàn)研究[D]. 孔祥龍.山東大學(xué) 2019
[3]Bragg光纖光柵傳感及解調(diào)系統(tǒng)關(guān)鍵技術(shù)研究[D]. 杜洋.長春理工大學(xué) 2019
[4]光纖光柵高溫傳感技術(shù)研究[D]. 薛淵澤.中國航天科技集團(tuán)公司第一研究院 2018
[5]大型儲(chǔ)罐不均勻沉降在線監(jiān)測(cè)與預(yù)測(cè)方法研究[D]. 程國才.武漢工程大學(xué) 2018
[6]基于嵌入式的光纖光柵解調(diào)系統(tǒng)[D]. 胡元華.南昌航空大學(xué) 2017
[7]基于FBGA解調(diào)的光纖光柵檢測(cè)系統(tǒng)設(shè)計(jì)[D]. 趙凱.安徽工業(yè)大學(xué) 2017
[8]基于布里淵和瑞利散射的增敏型分布式光纖傳感系統(tǒng)[D]. 夏嵐.南京大學(xué) 2016
[9]基于粒子群模擬退火算法的光纖光柵復(fù)用解調(diào)技術(shù)的研究[D]. 李彩玲.燕山大學(xué) 2016
[10]中高頻光纖光柵加速度傳感器優(yōu)化設(shè)計(jì)與信號(hào)處理[D]. 殷廣林.武漢理工大學(xué) 2016
本文編號(hào):2913438
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