多光纤传感器数据采集与数据融合方法研究

多光纤传感器数据采集与数据融合方法研究

赵文辉[1]2003年在《多光纤传感器数据采集与数据融合方法研究》文中研究表明使用多个传感器对某一物理量进行测量以提高系统的稳定性和准确度是今后传感器发展的一大趋势。因此必须对多传感器系统的组成、结构以及数据处理进行深入的研究。使用计算机完成来自多传感器的大量数据的接收、储存和数据计算是一个方便易行的方法。 本文在研究了多传感器系统构成、多传感器数据融合和多传感器系统与计算机软件系统的结合等理论的基础上,对利用软件系统对多传感器数据进行收集和融合提出了切实可行的方案。在本文的第四章中对所使用的软硬件系统以及多传感器系统的功能进行了详细的描述。并在实验中利用软件完成了对多光纤温度传感器数据的接收和融合。通过对数据融合结果和传感器直接测量结果的比较,可以看到数据融合方法的使用使得结果具有了更高的准确度。 本文对研究过程中遇到的问题和不足之处也进行了总结和探讨,为进一步的理论和实验研究指出了可能的方向。

李国玉[2]2007年在《成像光谱法光纤光栅传感解调技术的研究》文中认为本论文是在国家科技部863项目和天津市科技重大攻关项目的支持下完成的。光纤光栅是近几年发展最为迅速的光纤无源器件之一。光纤光栅作为传感元件,它具有其它传感器无可比拟的优点,即感应的信息用波长编码,而波长这个绝对参量不受光源功率的波动、连接或耦合损耗的影响。另外,光纤光栅传感还可以通过波分复用、空分复用和时分复用等各种复用技术构成传感网络,即在一根光纤中可以连续写入或串接多个光纤光栅构成光纤光栅传感阵列,这是光纤光栅传感器独有的技术,也是降低光纤光栅传感系统成本,实现多点、分布式传感的重要途径。因此,光纤光栅传感阵列的解调就成为一个热点问题。虽然光纤光栅传感利用波长这个绝对参量感应外部信息,但是当外部多个参量综合作用时,而且当光纤光栅传感器的数目增加时,光纤光栅分布传感的解调就成为一个瓶颈。因此光纤光栅传感解调技术引起了世界各国有关研究者的广泛关注和极大兴趣。随着光纤光栅传感阵列和光纤光栅传感网络的发展,光纤光栅传感器数目急剧增加,这就涉及到传感器数据实时读取和处理等问题,即数据融合问题。在光纤光栅传感网络中,不但产生的大量数据需要实时处理,还需要对数据进行筛选,归纳,总结特征,形成对态势的评估,最终形成判断、识别。因此光纤光栅传感网络的数据融合也成为一个研究热点。本论文以光纤光栅为研究对象,对其传感特性和解调技术进行探讨和研究,并着重分析了光纤光栅传感的解调特性。主要内容和创新点有:1.概括介绍了光纤光栅传感技术和解调技术的发展和现状。着重介绍了传统解调技术的原理和特点,并分析了传统光纤光栅传感解调技术的不足。2.详细讨论了作为光纤光栅传感解调系统的两大部分:相位光栅和图像传感器。首先分析了体相位光栅特性及其分波原理,其次对CCD和InGaAs图像传感器的探测原理、结构等特性进行了描述和比较。3.概括介绍了倾斜光栅的原理结构,写入方法,而且利用体电流方法对倾斜光栅的耦合进行了理论分析,接着对倾斜光栅的透射谱进行了分析。我们写制了倾斜光栅,进行了透射峰的分析,并且对倾斜光栅应力传感和温度传感的特性进行了实验研究。最后对倾斜光栅的分波原理进行了阐述,并对基于倾斜光栅的解调技术进行了研究。4.提出了利用倾斜光栅分波,利用InGaAs图像传感器探测光强的光纤光栅传感阵列的波长解调方法。5.利用InGaAs图像传感器,结合波分复用、时分复用等技术,通过后端软件平台实现多点传感检测和多参量传感检测,并搭建了基于体相位光栅和InGaAs图像传感器的光纤光栅传感解调系统。这套解调系统不但尺寸小,功耗低,而且具有较高的解调速度,重复性和可靠性极高,基本实现了光纤光栅传感解调的智能化,具有很好的应用前景。6.提出了基于BP网络的多传感器数据融合技术对光纤光栅传感阵列采集的信息进行数据处理,并对应力、温度光栅传感器探测数据进行了数据融合,通过模拟仿真,融合速度快,融合精度高。

谢婷[3]2007年在《红枫湖大桥健康监测系统中数据采集系统的研究与实现》文中研究表明大型桥梁的建设和维护是一个国家基础设施建设的重要部分,每一座大型桥梁都是人类文明发展的丰碑,桥梁健康监测技术综合反映了一个国家的桥梁建设和管理水平。桥梁健康监测系统是通过对桥梁结构状态的监测与评估,为大桥在特殊气候、特殊交通条件下或运营状况严重异常时触发预警信号,分析评估桥梁使用寿命,并为桥梁的养护、维修与管理决策提供科学的依据。然而,到目前为止,桥梁的长期检查主要还是定期的人工检测,但定期人工检测的局限性比较多:不及时、工作强度大、精度不高、检测不全面。本文结合具体的工程项目,对实现红枫湖大桥桥梁结构的监测开展了深入研究,提出了监测系统的总体设计构思。基于建立红枫湖大桥健康监测系统的目标和功能要求,本文对其具体桥型结构的承载特点进行了分析,逐步确立了监测项目并提出了监测系统的构建方案。针对桥梁监测现状,本文提出利用光纤光栅传感器实时、长期、精确的特点,来完成手工检测方法不好解决的问题,并用光纤光栅温度传感器和光纤光栅应变传感器等传感器来研究桥梁长期健康监测系统。桥梁健康监测系统一般由数据采集系统和结构健康状态与安全评估系统这两个子系统组成,而其中的数据采集子系统是整个监测系统的基础。桥梁健康监测系统能否对桥梁结构的健康状态和安全寿命做出正确的评估,能否为验证设计和修改规范提供科学的依据,取决于数据采集系统能否采集到准确、可靠、有代表性、能如实反映结构状态的各种特征信息。

佚名[4]2002年在《通信》文中认为TN91 02050727自相似过程的合并和分解过程/薛质,施建俊,李建华(上海交通大学)11上海交大学报.一2 001,35(11)一1603一1606对LAN、ISDN的信令信道和其他通信系统中的数据统计分析表明,在宽带网络中的业务流具有自相似特性,

张卫华[5]2009年在《倾斜光纤光栅传感解调技术与网络的基础研究》文中提出光纤光栅是一种新型的光子器件,它的出现,使许多复杂的全光纤通信网络和传感网络成为可能,并极大地拓宽了光纤技术的应用范围。倾斜光纤光栅(TFBG)是光纤光栅的一种,它除了具有普通光纤布喇格光栅(FBG)的特点之外,还有许多独特的优点。本论文主要以TFBG为研究对象,对其传感及解调特性进行了理论与实验研究。根据TFBG所体现出来的不同于FBG的传感特性,利用数据融合理论对被测量进行了更加准确的估测。结合传感器技术、嵌入式计算技术、现代通信与网络技术,将光纤光栅应用到传感器网络中,设计了一种小区制蜂窝传感器网络。本论文是在国家“八六叁计划”项目(No.2006AA01Z217)、国家自然科学基金重点项目(No.60736039)的支持下完成的。本论文的主要内容为:1.阐述了光纤光栅的几种分析方法,并利用耦合模理论与体电流理论分别对FBG与TFBG进行了理论分析。这将为以后的工作打下基础,为实验提供理论依据。2.对TFBG的传感特性及应用进行了研究,并且取得诸多进展,包括:(1)TFBG的纤芯模与包层模随着温度升高,波长偏移量是基本一致的,通过粘贴热膨胀系数不同的基底材料,可以提高其对温度的敏感度。(2)应变可以引起TFBG纤芯模和包层模谐振峰的漂移,而且应变对纤芯模与包层模的影响是不同的。根据TFBG的这一应变特性及温度特性,设计了一种能同时对温度和应变进行感测的系统。(3)对简支梁的弯曲进行了理论分析,首次提出了一种利用TFBG的不同模式来测量弯曲半径的方法。简支梁的弯曲只让TFBG各模式的谐振峰波长发生了漂移,而各模式的谐振峰的幅度没有改变。因此可以用TFBG波长来定义简支梁的弯曲半径。TFBG各模式对简支梁弯曲半径的响应是不同的,利用这一特性及TFBG的温度特性,可将TFBG用于温度、弯曲等多参量同时测量。(4)在TFBG纯弯曲的实验中发现,TFBG的纤芯模、包层模谐振波长对弯曲不敏感,不同的弯曲半径会使得包层模谐振峰透射功率与曲率成线性关系,纤芯模、包层模透射功率对温度变化不敏感。利用这些性质,可以采用一个TFBG分别测量纤芯模谐振波长和透射谱功率的变化实现对弯曲和温度的同时测量。3.对光纤光栅复用解调技术进行了研究,并取得了若干成果,包括:(1)在一些工程应用中,往往对系统分辨率没有太高的要求,而是要求结构简单且成本低廉的解调方案。因此,我们设计实现了一种双边沿滤波器构成的解调系统,这种系统具有成本低、响应速度快、使用方便等优点。(2)设计实现了一种基于TFBG的温度不敏感的FBG应变解调系统。当周围环境温度变化时,无需另加温度补偿,就可以利用TFBG实现FBG应变信号的动态解调,可以消除温度噪声对应变信号的影响。(3)在高双折射光纤环境的透射谱中,有多个边沿呈现线性,因此可将这些线性边沿作为边沿滤波器组来使用。设计了一种基于高双折射光纤环境的复用解调系统,这种系统具有结构简单,线性边沿较宽,易于调节等优点。4.利用TFBG的多个模式进行了应变传感的实验,首次提出了一种基于多传感器参数估计数据融合的应变测量方法,这种方法首次采用了TFBG的不同模式作为多个传感器。这种方法计算简便,编程容易,可以获得比有限个传感器的算术平均值更准确的测量结果,具有较高的可靠性,可用于其它测量结果具有正态分布特性的多传感器测量系统。5.简单介绍了传感器网络的一般概念,首次提出了一种基于光纤光栅的小区制蜂窝传感器网络。传统的光纤光栅传感器网络在设计时只是考虑了其复用能力,我们设计的蜂窝传感器网络在提高复用能力的情况下,将原来简单的传感器变成一个智能传感器模块。这种传感器能同时测量多个参量,提高了信道的利用率,能与环境中的其它设备进行通信,还可以向中心控制计算机发出请求。采用排队论理论对传感器网络性能进行分析,计算出平均等待时间,提高了传感器系统的可靠性。

庞丹丹[6]2014年在《新型光纤光栅传感技术研究》文中研究表明光纤布拉格光栅(Fiber Bragg Grating, FBG)作为目前最具发展前途的光纤无源器件之一,凭借其抗电磁干扰、耐腐蚀、熔接损耗小、灵敏度高、体积小、易于分布式测量等优越的特性,在光纤传感领域中得到了广泛应用。利用光纤光栅进行高温安全监测具有广阔的应用前景,目前基于光纤光栅的耐温传感系统的实用化研究一直是国内外学者关注的热点;光纤光栅声发射传感技术是结合光纤光栅传感技术与声发射检测技术的优势发展起来的一种新的检测技术,在结构健康监测领域呈现出良好的发展潜力,国外已有相关研究报道,而国内关于这方面的研究还较少。本文针对目前光纤光栅在高温测量和声发射传感领域中的一些热点问题进行了理论及应用研究。在研究耐温光纤光栅传感特性及多光纤光栅解调技术的基础上,设计并实现了基于InGaAs图像传感衍射解调的新型耐温光纤光栅传感系统;建立了改进的支持度矩阵数据融合模型对传感系统的温度测量值进行处理,实现了系统的高可靠性;理论并实验研究了低幅值声发射波下,决定光纤光栅声发射传感系统响应灵敏度的关键因素;另外,采用单端光纤粘贴结构和可移动式耦合方法设计了对外界应力干扰不敏感的高灵敏度光纤光栅声发射传感器。本文的具体研究内容如下:(1)介绍了光纤布拉格光栅的发展及研究应用现状;总结和分析了光纤布拉格光栅在中高温传感领域的国内外研究进展及水平;总结归纳了目前基于光纤布拉格光栅的声发射传感方面的研究现状及发展趋势。(2)针对以往耐温光纤光栅传感系统测量精度有限、响应速度慢、抗干扰能力差等问题,深入研究耐温光纤光栅温度传感特性,在此基础上建立了光纤光栅中心波长-温度传感模型,通过设计高线性度及灵敏度、小体积的新型管式耐温光纤光栅传感器,优化耐温光纤光栅传感阵列结构和设计基于InGaAs图像传感衍射解调技术的波长解调系统,搭建了基于波长解调的新型耐温光纤光栅传感系统,克服了基于光强解调的耐温传感系统易受光路噪声干扰的缺点,传感器标定实验分析了新型耐温光栅传感器中心波长随温度的变化特性。20℃至290℃温度特性实验表明,所设计的传感系统测温曲线线性拟合度达0.9991,灵敏度为0.0258nm/℃C,测量精度达±0.6℃,响应时间小于16s;长期稳定性实验温度最大波动为±0.7℃C。该系统精确度高、稳定性好、响应时间短、抗电磁干扰能力强,十分适合应用于高温环境中温度的实时在线测量。(3)在深入研究多传感器信息融合原理的基础上,比较分析了多传感器信息融合技术中常见的实现算法,并对各算法的优缺点进行分析比较。针对传统支持度矩阵法不能表现传感器测量数据在整个量测区间可靠性的局限,建立了一种改进的支持度矩阵数据融合模型。利用改进的数据融合模型对初始数据进行处理,构建了基于改进的支持度矩阵数据融合模型的耐温光纤光栅传感系统。温度测量实验表明基于改进的支持度矩阵数据融合模型的传感系统测温估计值总绝对误差明显小于其他叁种融合方法(平均值法、分批估计法、传统的支持度矩阵法)处理后的误差值。由20℃-290℃测温实验结果可以看出,基于该数据融合模型的系统测温精度高;当传感器发生故障时,构建的支持度矩阵模型稳健性良好,传感系统测温可靠性高,具有一定的推广应用价值。(4)从声发射波的检测实际需求出发,在研究光纤光栅的传输矩阵理论和声发射波与光纤光栅的相互作用原理的基础上,揭示了声发射波作用下均匀光纤光栅的折射率分布情况,建立了光纤光栅声发射波传感模型。结合实际测量的光纤光栅主要参数及仿真实验中所用到的模拟声发射波参数,实现了声发射波作用下的光纤光栅反射谱的仿真。通过仿真重点分析了声发射波的幅值及波长对光纤光栅的反射谱特性的影响,分别仿真了不同波长及幅值的声发射波作用下,一个作用周期内初始时刻光纤光栅的反射谱及一个作用周期内不同时刻光纤光栅的反射谱,并确定了声发射波的幅值、声发射波的波长与光纤光栅的栅区长度的比值关系对光纤光栅反射谱特性定性或定量的影响。上述对声发射波作用下光纤光栅反射谱数值仿真的研究,为今后利用光纤布拉格光栅进行声发射波检测提供了有效的理论基础。(5)详细分析了光纤光栅高频解调法的解调原理和优缺点,搭建了基于可调谐窄带激光器的光纤光栅声发射传感系统,该传感系统具有结构简单、波长分辨率高、解调速度快及灵敏度高等特点。深入研究了光纤光栅的栅长对声发射传感系统响应灵敏度的影响,建立了低幅值声发射波作用下光纤光栅声发射传感系统响应灵敏度检测模型,研究了影响基于不同栅长光纤光栅的声发射传感系统灵敏度的主要因素,利用不同栅长的光纤光栅进行声发射检测实验,实验结果与数值仿真的结果相符,结果表明在声发射波的幅值小于15με时,光纤光栅反射谱边沿斜率是影响传感系统的响应灵敏度的主要因素。(6)采用单端光纤粘贴结构和可移动式耦合方法设计了新型的高灵敏度谐振式光纤光栅声发射传感器,对具有不同传感长度的新型谐振式光纤光栅声发射传感器进行响应特性实验,实验结果表明,随着传感长度的增加,传感器的一阶谐振频率逐渐减小,且一阶频率理论值与实验值相吻合,误差均小于±2kHz;随着传感长度的减小,传感器一阶谐振峰6dB带宽逐渐增加,并且检测到的谐振峰带宽均小于7.5kHz。拉伸实验证明新型传感器对施加到检测结构上的应变干扰不灵敏,并且能够对检测位置进行重新布局。与传统结构光纤光栅声发射传感器的对比实验表明,新型结构传感器的响应灵敏度提高了1.2倍,且具有良好的谐振频率响应特性。

王善鲤[7]2010年在《FBG振动传感器的研究》文中研究指明随着信息化水平的提高,各种工程结构、机械结构和地震自然灾害等的监测对分析和解决复杂的振动提出更高的要求.传统的机械和电学振动传感器在灵敏度、精度、动态范围、抗电磁干扰等方面已经不能满足应用需求。光纤Bragg光栅振动传感技术通过对传感信号的波长调制可以实现对物理量的绝对测量。该技术具有抗电磁干扰能力强、易于同波分复用技术结合,质量轻、体积小等优点,现已成为传感技术研究领域的热点。本文主要围绕FBG振动传感器技术展开理论和实验研究,设计了一种叁脚支架体和等强度悬臂梁结构的FBG振动传感器,其固有频率为101.5Hz、灵敏度系数分别为28.5pm/m·s-2,并应用体光栅和感光线阵列等结构实现了波长分辨率为1pm的解调。论文所做的主要内容和获得的研究结果如下:1.通过对光纤Bragg光栅成栅机理及折射率分布的研究,模拟了FBG的光传输特性。研究了温度、轴向压力、横向压力对FBG的影响以及FBG的温度压力的交叉敏感特性等。2.从振动力学角度分析了等截面和等强度两种悬臂梁的力学特性,建立了振动传感器的力学理论模型。通过研究幅频和相频特性曲线,得到了位移和加速度振动传感器最佳的固有频率和阻尼比等结构参数。3.设计了微挠度控制测试仪、放大电路和8位精度的数据采集卡,编写了数据处理程序。设计了可实现大振幅振动简单测量的电阻应变式传感器。4.研究了光栅粘贴工艺,自制了用于FBG振动传感器的设计的光纤微拉控制平台和12.2Hz的低频振动平台,并在正弦激振的方式下的获得了较理想的实验结果。通过位移传感实验,验证了FBG传感器与电阻应变传感器具有较高的精度。最后对设计的叁维振动传感器模型进行了理论分析。

祁耀斌[8]2009年在《基于光纤传感的危险环境安全监测方法和关键技术的研究》文中认为危险环境是安全事故高危地点,对人类生命财产和社会安全构成极大危害,必须建立科学而严密的安全管理体系,有效地防止重大事故的发生。同时利用高新技术,建立完善的、有效的安全监测系统,以提高自防自救能力。对于危险环境中的信号检测,传统的电类传感器存在长期稳定性、耐久性和分布测量等问题,特别是通过电信号进行检测和传输势必要将电信号引入危险区域,无法从根本上消除安全隐患。而光纤传感技术有效地克服了电类传感系统存在的不足,尤其是其本质安全的特性,为解决危险环境中的安全参数检测,提供了一种良好的技术手段。本文是在国家科技部863项目“光纤光栅传感技术及产业化研究”、国家科技部国家新产品项目“光纤光栅感温火灾报警系统”等支持下,在导师的悉心指导下,经过5年的努力,从基础理论、基本方法、关键技术和工程应用上研究了安全检测技术和光纤传感技术及其在危险环境中构成的光纤传感安全监测系统,解决了危险环境安全监测重大技术问题,满足了危险环境工业安全生产的需要和网络化信息管理的需要。本文多项研究成果通过相关的成果鉴定,并已在工业生产中得到广泛的应用,为危险环境中的安全生产管理提供了新的解决方法。本文研究了危险环境安全检测的基本方法和理论。分析了危险环境安全检测的检测参数,为危险环境安全检测系统提供检测手段;讨论了检测系统的可靠性技术和影响检测系统可靠性的问题及其一般的解决办法。还研究了危险环境中的光纤传感技术。从传感器的本质安全特性出发,论述了危险环境对传感器的防爆特性要求。介绍了光纤传感器的原理和分类,比较了几种不同类型的光纤传感器的性能。并重点讨论了光纤光栅感温火灾报警器及光纤光栅感温火灾报警系统、光纤光栅应变传感器、光纤液位计、光纤气体探测器等危险环境光纤检测技术的主要设备。同时还研究了危险环境光纤传感器的信号采集和传输技术,并研究了基于MODBUS现场总线技术的光纤传感网络数据传输技术。这是危险环境光纤传感安全监测技术的基础。在此基础上本文研究了基于光纤传感的危险环境安全监测系统理论。论述了基于光纤传感的危险环境安全监测系统的基本组成,以多种光纤传感器为安全信息获取手段,以计算机网络技术为平台,建立安全监测系统体系结构。重点研究了光纤传感安全监测系统中的光纤光栅解调技术、多光纤传感器系统集成、信号传输技术及系统软件的实现技术和方法。最后讨论了系统的可靠性和具体的抗干扰措施及防雷措施。本文最后研究了危险环境光纤传感安全监测系统的工程应用技术。研究了危险环境光纤传感安全监测系统数据采集和传输、冗余网络设计、OPC技术和远程维护等关键技术,提出并研究了利用光纤液位计和光纤光栅温度传感器联合实现泄露检测、光纤光栅火灾报警器和视频监视器联合实现视频联动安全监测的应用方法。并以光纤传感安全监测系统在油田、油库、隧道的典型应用为例,验证了基于光纤传感的危险环境监测方法和技术的可行性、实用性和安全性。

苏玉玲[9]2010年在《基于ARM的光纤光栅高压电缆温度监控系统的研究》文中研究说明在电力行业中,高压电缆承载着高压且分布广泛,由于高压电缆投资非常昂贵,因此要求电力电缆至少要能够工作25至30年。但是,电缆埋入地下后,就会受到电、热以及机械力的作用,这些作用会降低甚至损害电缆的绝缘性,极易引起火灾,一旦发生火灾,不但对电力部分造成极大影响,而且会给国家带来了严重损失。光纤光栅传感器由于具有本身不带电,传感信号可以通过光纤传播,抗电磁干扰,容易组成传感网络实现大范围分布式测量等特点,所以特别适合于高压电缆的温度监控。首先,在深入了解国内外光纤光栅传感的发展现状基础上,分析了光纤光栅传感的特点,把握了光纤传感在未来电力电缆测温方面的发展趋势和优势。通过深入调研光纤光栅在国内外的研究现状和关注光纤光栅的发展动态,加深了对光纤光栅传感技术的理解,明确了课题的研究方向。其次,阐述了高压电缆的一些基本特性,并采用有限元的分析方法对高压电缆的温度场和环境进行了深入分析。针对电缆测温的特点,设计了一种光纤光栅的电缆测温系统,并完成了相关光路的整合搭建、配套电路板的绘制加工和波长解调算法的设计以及上位机图形化的界面显示工作。最后,进行了大量的实验研究,通过数据分析把光栅的特性参数确定出来后,再将这些参数输入到光纤光栅的电缆测温监控软件中,通过监控软件实现对高压电缆的温度实时监控。实验表明,此光纤光栅电缆温度监控系统的精度可达1℃,长期运行比较稳定,具备一定的实用价值。

李红民[10]2006年在《光线光栅传感器拓展应用研究》文中指出光纤光栅传感器(fiber grating sensor)是一种能感测多种物理参量的光无源器件。利用光学材料的光敏特性在光纤的纤芯上设计并建立的一种具有空间周期性折射率分布,感测物理参量的变化,从而改变或控制光在该特定区域的传播方式。通过对光本征参数(波长漂移)的解调分析,实现对被测量的测量及传感。光纤光栅传感器除具有普通光纤的特性之外,它还具有其它优异的可拓展应用的性质。对光纤光栅传感器的深入研究,将使许多复杂的神经传感网络的实现成为可能,为工程化应用奠定理论基础,并使其在许多常规传感器无法正常可靠实现测量传感的场合得到广泛应用。作为光电子研究领域的一种新兴技术,以光纤光栅为基本传感器的检测技术近年来受到广泛的关注,世界各国的研究者都在深入开展此项技术的相关研究。现阶段光纤光栅传感器可以检测的物理量有:温度、应变、压力、位移、压强、扭角、扭矩(扭应力)、加速度、电流、电压、磁场、频率、浓度、热膨胀系数、振动等,其中有相当数量及品种的光纤光栅传感系统已经得到了实际工程应用。本论文主要以布喇格光纤光栅传感器为研究主体,对其传感原理、传感器的结构与封装、标准化设计、解调技术以及拓展应用、传感网络技术进行了理论和实验的研究。主要内容如下:1.简要介绍了光纤传感原理和光纤光栅传感技术的发展及现状。概括总结了光纤光栅传感解调技术和复用技术的原理及应用。2.提出并设计制作了光纤光栅涡街流量传感测量系统。该系统可实现温度和流量的复合测量,该系统的实际波长分辨率为0. 011nm,实测精度≤0.5%F.S,详细介绍了其测量原理、系统构建以及测试标定结果。3.提出并设计完成了轮辐式光纤光栅压力传感器。该传感器可在恶劣的环境中使用,并能实现超大量程压力的测量,测量范围可达0-1000KN。本论文分析了该系统的检测原理,介绍了传感器的结构及封装技术,并设计制作了传感器的标定装置。4.提出并设计完成了金属铠装结构的FBG温度传感器和类陶瓷封装结构的FBG温度传感器。金属铠装结构的FBG温度传感器具有温度灵敏度高、响应快、结构强度高、易于嵌入式测量。类陶瓷FBG温度传感器具有绝缘性高、封装灵活等优点,适用于高频、强磁、电场的恶劣工程现场。实验测得温度灵敏度系数为11.3pm/℃,测量温度的分辨率可达0.1℃。5.对光纤光栅传感复用解调系统的信号扫描解调单元进行了电路优化设计,

参考文献:

[1]. 多光纤传感器数据采集与数据融合方法研究[D]. 赵文辉. 哈尔滨工程大学. 2003

[2]. 成像光谱法光纤光栅传感解调技术的研究[D]. 李国玉. 南开大学. 2007

[3]. 红枫湖大桥健康监测系统中数据采集系统的研究与实现[D]. 谢婷. 贵州大学. 2007

[4]. 通信[J]. 佚名. 中国无线电电子学文摘. 2002

[5]. 倾斜光纤光栅传感解调技术与网络的基础研究[D]. 张卫华. 南开大学. 2009

[6]. 新型光纤光栅传感技术研究[D]. 庞丹丹. 山东大学. 2014

[7]. FBG振动传感器的研究[D]. 王善鲤. 西北大学. 2010

[8]. 基于光纤传感的危险环境安全监测方法和关键技术的研究[D]. 祁耀斌. 武汉理工大学. 2009

[9]. 基于ARM的光纤光栅高压电缆温度监控系统的研究[D]. 苏玉玲. 燕山大学. 2010

[10]. 光线光栅传感器拓展应用研究[D]. 李红民. 南开大学. 2006

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多光纤传感器数据采集与数据融合方法研究
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