本文通過(guò)光纖光柵傳感技術(shù),為實(shí)現(xiàn)智能電網(wǎng)系統(tǒng)的在線監(jiān)測(cè)需求進(jìn)行了光纖光柵解調(diào)系統(tǒng)的設(shè)計(jì),研發(fā)了應(yīng)用于智能電網(wǎng)溫度監(jiān)測(cè)的解調(diào)系統(tǒng),該解調(diào)系統(tǒng)具有精度高、體積小、便于安裝的優(yōu)點(diǎn),并采用混合復(fù)用技術(shù)增加了解調(diào)系統(tǒng)的復(fù)用能力,通過(guò)實(shí)際的測(cè)量實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證了本文設(shè)計(jì)的解調(diào)系統(tǒng)的合理性。在決定選擇光纖光柵傳感技術(shù)來(lái)實(shí)現(xiàn)智能電網(wǎng)系統(tǒng)的在線監(jiān)測(cè)后,對(duì)光纖光柵傳感器的傳感原理、光纖光柵的溫度及應(yīng)力特性進(jìn)行了詳細(xì)的介紹,并對(duì)比了現(xiàn)階段常用的解調(diào)方法的優(yōu)缺點(diǎn),最終選擇了可調(diào)諧F-P濾波法作為本文的解調(diào)方法,為了提高系統(tǒng)的復(fù)用能力選擇了混合復(fù)用技術(shù)來(lái)組建分布式傳感網(wǎng)絡(luò),為解調(diào)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)提供了理論依據(jù)。通過(guò)參考其他解調(diào)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)方案制定了本文解調(diào)系統(tǒng)的組成模塊,由智能電網(wǎng)測(cè)溫的實(shí)際需要制定了本解調(diào)系統(tǒng)的性能指標(biāo),分析了解調(diào)系統(tǒng)所用器件的優(yōu)缺點(diǎn),根據(jù)系統(tǒng)指標(biāo)對(duì)器件選型并進(jìn)行了合理優(yōu)化,通過(guò)Labview軟件開發(fā)平臺(tái)完成解調(diào)系統(tǒng)在線監(jiān)測(cè)界面的設(shè)計(jì)及相關(guān)指令的運(yùn)行,實(shí)現(xiàn)了測(cè)溫系統(tǒng)在線監(jiān)測(cè)的需要。解調(diào)精度是評(píng)判解調(diào)系統(tǒng)性能的重要指標(biāo),為提高系統(tǒng)的解調(diào)精度,本文優(yōu)化了傳統(tǒng)的小波閾值去噪算法,并對(duì)解調(diào)系統(tǒng)內(nèi)部可能存在噪聲的種類及... 

【文章來(lái)源】：長(zhǎng)春工業(yè)大學(xué)吉林省

【文章頁(yè)數(shù)】：93 頁(yè)

【學(xué)位級(jí)別】：碩士

【部分圖文】：

光纖布拉格光柵的物理結(jié)構(gòu)及光學(xué)特性

第2章光纖光柵傳感器原理及解調(diào)方法16其中，基本諧振頻率是2icnl，而ij頻率是兩個(gè)模式光的拍頻，這就是拍頻解調(diào)的原理。2.2.4Sagnac干涉解調(diào)法該方法是利用Sagnac干涉儀，間接地把對(duì)光纖光柵波長(zhǎng)變化量轉(zhuǎn)變?yōu)閷?duì)相位變化量的求取，耦合器把寬帶光源發(fā)出的光均勻的分成兩份反方向光，這兩份束光束的光振方向一致、頻率一致，并且相位差恒定，具備了光的干涉條件，因此會(huì)有干涉現(xiàn)象發(fā)生于在耦合器上，干涉現(xiàn)象產(chǎn)生的相位差與波長(zhǎng)相關(guān)，通過(guò)此相位差即可實(shí)現(xiàn)實(shí)驗(yàn)?zāi)康腫37]，其原理圖如下所示：圖（2-4）Sagnac干涉解調(diào)法原理圖當(dāng)光纖環(huán)在未受干擾時(shí)，干涉現(xiàn)象是穩(wěn)定的，光強(qiáng)的變化為0，當(dāng)兩束光收到外界干擾時(shí)會(huì)產(chǎn)生相位變化，假設(shè)受干擾的光纖長(zhǎng)度是L,則相位變化為:=+LLLLLLDLnD（2-22）其中，表示的是光纖的傳播系數(shù)，n是光纖光柵的折射率，則兩束光經(jīng)過(guò)耦合干涉后的光強(qiáng)是：1212PPP2PPcos（2-23）其中P為耦合總光強(qiáng)，1P、2P分別是分光束的光強(qiáng)，表示干涉后的相位差。2.2.5非平衡M-Z干涉法非平衡M-Z干涉解調(diào)法于1992年被A.D.Kersey等人提出，其原理圖如圖（2-5）

第2章光纖光柵傳感器原理及解調(diào)方法17所示，寬帶光源發(fā)出的光經(jīng)耦合器輸送至傳感陣列，反射光經(jīng)過(guò)兩個(gè)3dB的耦合器后進(jìn)入不同臂長(zhǎng)的M-Z干涉儀中[38]，由光電探測(cè)器感知的輸出光強(qiáng)為：IA1kcos（2-24）其中=2/Bnd是干涉儀不同臂長(zhǎng)而產(chǎn)生的相位差，用n表示光纖光柵的有效折射率，d為M-Z干涉儀器的原始臂長(zhǎng)間距，B為光纖光柵原始中心波長(zhǎng)，A為輸出直流分量，該直流分量同光強(qiáng)以及系統(tǒng)的損失相關(guān)，表示系統(tǒng)隨機(jī)相位差，一旦光纖光柵的中心波長(zhǎng)產(chǎn)生變化，相應(yīng)地使干涉儀的相位也發(fā)生改變，改變量為22BBBnd。所以只需獲得相位變化量與波長(zhǎng)的漂移量的對(duì)應(yīng)關(guān)系就可以實(shí)現(xiàn)解調(diào)需要，非平衡M-Z干涉法的優(yōu)點(diǎn)是其分辨率較高，缺點(diǎn)是該解調(diào)方法不能忽略環(huán)境的干擾，一般用在100hz以上的動(dòng)態(tài)信號(hào)檢測(cè)。圖（2-5）非平衡M-Z干涉法原理圖2.3光纖光柵解調(diào)復(fù)用技術(shù)在智能電網(wǎng)這個(gè)龐大的系統(tǒng)中，通常需要的測(cè)量點(diǎn)的數(shù)目也很龐大，對(duì)于這么龐大的測(cè)量體系，若每個(gè)測(cè)量點(diǎn)都單獨(dú)的安裝光纖光柵傳感系統(tǒng)，無(wú)疑是一筆很大的開銷，為了盡可能的實(shí)現(xiàn)傳感檢測(cè)要求的同時(shí)又能減少實(shí)驗(yàn)開銷，合理的利用分布式光纖光柵傳感網(wǎng)絡(luò)至關(guān)重要，因此光纖光柵解調(diào)復(fù)用技術(shù)的研究也逐漸成為科研工作

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本文編號(hào)：3065815