基于FPGA的嵌入式FBG解调系统的研究

波分复用技术是构成各种复杂和大型FBG传感网络最关键的复用技术.为了有效解调FBG传感阵列,提出并实现了一种基于COMS图像传感器的FBG图像解调方案,方案的硬件平台采用以FPGA和ARM处理器为核心的主从结构设计,将FBG阵列的波长解调转化为了FBG光斑图像解调.实验结果表明,FBG图像解调系统具有精度高、复用能力强、远程监控、易于维护和升级等优点,对推广应用大型FBG传感网络有实际意义.     

基于F-P扫描干涉仪的长周期光纤光栅传感解调系统研究

利用F-P扫描干涉仪的滤波特性,提出了一种可应用于长周期光纤光栅传感解调的新方法.即利用F-P扫描干涉仪对长周期光纤光栅的某一级透射谱进行波长扫描,通过探测器实现光电转换,电压比较器对滤波光束电压进行比较,检测最小电压,借助F-P驱动电压进行定标确定传感元的波长,实现信号解调.通过与光谱仪监测值进行对比,得到实验结果与监测值基本吻合,且具有很好的重复性.     

腐蚀长周期光纤光栅温度稳定性研究

长周期光纤光栅在光纤通信和传感等方面应用广泛,温度稳定性是其在实际应用中一个十分关键的问题。本文分析了腐蚀长周期光纤光栅(LPFG)温度特性,通过测试包层半径分别为62.5μm5、0μm、40.25μm和34.5μm的长周期光纤光栅的温度特性,得到了光栅温度灵敏度随着包层模半径的减小及耦合包层模阶次的升高而灵敏度减小,提出了提高长周期光纤光栅温度稳定性的新方法。     

一种两段式FBG应变和温度同步测量的实现

为解决光纤布拉格光栅(FBG)的应变和温度交叉敏感性问题,本文基于FBG纤芯有效折射率与纤芯半径的良好相关性,提出一种半腐蚀FBG的新颖结构。即一根FBG被分成等长两部分,用HF酸腐蚀其1/2区域直到纤芯半径。采用传输矩阵法和纤芯基模有效折射率的色散方程对两段式FBG建模,利用Mathcad 15计算软件进行数值仿真和模拟。仿真结果表明,FBG反射峰发生分裂,即一个反射峰分裂为两个,且当纤芯半径变小时,腐蚀段FBG谐振波长蓝移,而未腐蚀段FBG谐振波长基本不变;纤芯半径越小,两段FBG谐振波长的间距越大。实验结果表明,实现了应变和温度的同步测量,得到应变和温度的传感精度分别为7.2με和1.1℃。     

FBG传感网络技术研究

系统分析和总结了现有 FBG传感技术的复用结构和系统性能 ,并依据复用方式的频域、时域和空间特性 ,从网络拓扑结构的角度 ,提出把 FBG传感网络划分为波分复用网络、时分复用网络、空分复用网络、频分复用网络和混合复用网络 ,在此基础上比较了各种复用方式的优缺点 ,并针对网络实用化开发提出了自己的观点 ,从而为 FBO传感网络拓扑结构及性能的研究提供了参考。     

光纤光栅聚合物封装及传感特性研究

把两种聚合物（HTC-1,THE-5）及金刚砂按一定比例均匀混合后,对光纤光栅（FBG）进行封装处理：封装后光纤光栅的应变和温度传感线性度非常好,均达到0.99以上,应变线性范围超过8000微应变,与裸光纤光栅的测试结果相比灵敏度系数提高了3.5倍,温度灵敏度系数提高7倍左右,抗压强度为65 Mpa,完全满足土木结构的智能监测需要.     

一种全光型光逻辑器件的理论研究

本文首次了光线性传输网络可实现非线性光逻辑功能的概念，从理论上分析了这种逻辑器件的实现原理和性能，并利用Ｙ波导及Ｍａｒｃｈ－Ｚｈｅｎｄｅｒ干涉仪的组合所构成的线性传输网络，实现了ＸＯＲ（异或门）和ＯＲ（或门）的逻辑运算。     

嵌入式FBG图像解调系统噪声特性分析及处理

随着嵌入式技术的迅猛发展,利用嵌入式处理器构建FBG图像解调系统实现大量传感数据的实时、实地快速处理成为可能.分析了嵌入式FBG图像解调系统光斑图像特性,提出基于邻域平均与距离变换相结合的二次空域去噪算法,实验结果表明,二次去噪算法继承了邻域平均和距离变换的优点,用该算法对FBG解调系统光斑图像去噪,并联立光斑定位算法解调FBG光斑,解调精度不超过0.2像素,解调结果十分理想.     

本质安全现场总线设备的供电

本文对本质安全现场总线设备的供电方式做了详细比较,包括隔离供电、集中式供电和总线供电,讨论和分析了常用总线供电仪表的能量获取方式和信号传输原理,这为特定场所的现场总线系统供电方案的选择提供了有益的参考。     

基于模糊隶属函数的变压器色谱峰定性算法

把模糊技术引入了电力变压器色谱峰定性领域。该算法为：把要定性的色谱峰位作为模糊矢量，把各个成分作为模糊集元素，峰位相对于成分的隶属度函数用成分的绝对保留时间来构造，不失一般性，隶属度函数的形状取为三角形，2个相邻成分绝对保留时间中点的隶属度值设为50％，若某个峰位相对于某个成分的隶属度函数值大于50％，则这个峰位就是所用隶属度函数的那个成分的峰位，若存在多个峰位隶属于某个成分，则隶属度最大的那个峰位是相应成分的峰位，其余是假峰。对该算法进行了测试，结果表明：该算法方法简单，抗峰漂移性能良好，可以剔除假峰，具有显著的优点。