光纖光柵波長解調(diào)系統(tǒng)及實驗研究.pdf

1、光纖布拉格光柵（FBG）傳感器自問世以來，憑借其自身的優(yōu)越性獲得了快速發(fā)展。FBG傳感器的關(guān)鍵在于精確的對布拉格反射波長進行解調(diào)，可以說解調(diào)部分的測量精度直接決定了整個傳感系統(tǒng)的探測精度。本課題是基于國家自然基金重點項目—重大工程災(zāi)害預(yù)警光纖地震波監(jiān)測關(guān)鍵技術(shù)基礎(chǔ)研究的需要，以光纖光柵傳感技術(shù)在水管傾斜儀液位測量中的應(yīng)用為基礎(chǔ)，研究并設(shè)計了能夠在實際工程中應(yīng)用的基于FBGA波長解調(diào)模塊的光纖光柵水管傾斜儀解調(diào)系統(tǒng)，該系統(tǒng)具有測量精度高，

2、可視化強，操作方便，體積小等優(yōu)點。
　　本論文闡述了FBG傳感器的原理，包括光纖光柵的基本理論模型，溫度傳感器和應(yīng)變傳感器的理論模型，對各種FBG波長解調(diào)技術(shù)以及FBG傳感網(wǎng)絡(luò)的復(fù)用技術(shù)進行了研究；分析了光纖光柵水管傾斜儀解調(diào)系統(tǒng)的工作原理，并且設(shè)計了解調(diào)系統(tǒng)的整體方案，對組成系統(tǒng)的各個光學(xué)硬件單元和相關(guān)原理進行了闡述；利用可視化程序設(shè)計工具Visual C++完成水管傾斜儀解調(diào)系統(tǒng)的上位機軟件設(shè)計，包括模塊的基本參數(shù)設(shè)置，F(xiàn)BG

3、參數(shù)標(biāo)定，波形顯示，波峰數(shù)據(jù)和測量參量顯示，水管傾斜儀傾斜角的實時顯示五大部分，并且對每一部分的具體實現(xiàn)方法和功能做了詳細深入的闡述。
　　在實驗平臺上搭建了水管傾斜儀解調(diào)系統(tǒng)，驗證了解調(diào)系統(tǒng)的準(zhǔn)確性，線性度和靈敏度，以及回復(fù)性。在相同的測試條件下，解調(diào)系統(tǒng)測得數(shù)據(jù)和光纖光柵解調(diào)儀測得數(shù)據(jù)的絕對誤差僅有0.6pm/mm，解調(diào)系統(tǒng)的準(zhǔn)確性很高。在液位變化10mm范圍內(nèi)，解調(diào)系統(tǒng)的線性度很高，實驗靈敏度為0.1284 nm/mm。液位