基于CompactRIO的光纤布拉格光栅解调系统

波长解调技术是光纤布拉格光栅传感器实用化面临的关键技术,提出并实现了一种基于可调谐Fabry-Perot滤波器的FBG解调系统。该系统通过NICompactRIO平台控制D/A输出信号作为可调谐滤波器的扫描信号,同时对布拉格光栅的反射波峰进行采样与处理,通过标准具和参考光栅对Fabry-Perot滤波器进行标定。实验表明,该解调系统扫描带宽50nm,在50Hz扫描频率内,可以得到稳定测量信号。     

光纤布拉格光栅解调系统的光谱数据高速传送方法

针对工程应用中使用光纤布拉格光栅(fiber Bragg grating,FBG)测量炮膛温度瞬变、高频振动等信号时光谱成像法数据传输带宽高的需求,提出了一种基于直接存储器访问(direct memory access,DMA)的光谱数据高速传送方法,设计了基于Zynq的光谱数据高速传送硬件逻辑,利用光谱成像法原理搭建...     

应用于光纤光栅传感中数控解调系统

基于光纤光栅传感技术的调谐滤波原理,提出应用于石油领域中的数字控制解调系统,介绍该系统的基本原理、硬件及接口电路的设计与实现.     

单片机光纤光栅传感器匹配解调系统

通过对双光纤光栅并联匹配解调原理的研究,提出了基于MSP430F1612单片机的光纤光栅传感器解调系统。利用曲线拟合的方法对压电陶瓷驱动电压与波长偏移量的数据进行拟合计算,实现光纤光栅解调的目的。本文给出了该方案软硬件设计,并对匹配解调法的发展前景进行了论述。     

高精度光纤光栅振动解调系统研究与应用

为实现工程系统中对振动信号的检测,提出了一种基于衍射光栅的光纤布拉格光栅(FBG)振动解调系统。解调系统通过色散成像原理获取传感器反射光谱,由所设计的嵌入式单元进行信号处理,并通过专用的上位机解调软件完成数据处理与分析。将系统封装为解调仪器,能实际应用于振动信号的探测。所设计的系统波长解调范围为1 525～1 570 nm,波长重复性可达±1 pm,分辨率为0.5 pm,可实现8通道复用测量,最高光谱解调速度可达10 kHz。实验结果表明,该FBG振动解调系统能够高精度测量不同频率与幅度的振动信号,最小可探测应变约为0.319με/Hz^1/2,在结构安全监测等领域具有重要的应用前景。     

干涉解调技术在光纤光栅传感系统中应用

为将光纤光栅的传感特性应用在结构健康监测系统中,采用迈克尔逊干涉解调的方法,取得0.3950°/με的传感灵敏度,本系统可广泛的应用在民用和国防领域的静态应变和动态应变的检测中.     

一种高精度光纤光栅传感器解调系统

如何实时检测传感光栅Bragg波长的微小偏移,是光纤光栅传感器实用化面临的关键技术.本文选择线性滤波法解调光纤光栅传感器.为使设计的解调系统具有结构紧凑、便于携带、使用方便、适用于野外作业的特点,并达到系统对测量精度和动态范围的要求,本文采用锁相放大电路和24位高精度A/D转换模块采集有用信号,降低了噪声,提高了信噪比,并且节省了系统的空间.同时,本文采用USB接口模块使数据存储和数据传输方便快捷,满足解调系统用于现场测量的要求.文中给出了系统的硬件设计和软件实现.最后通过实验和数据处理证明了该系统的精度.     

光纤布拉格光栅水下钢筋腐蚀传感器

基于光纤布拉格光栅(fiber Bragg grating,FBG)的预应力释放和应变测量原理,提出了一种用于水下钢筋混凝土结构中钢筋腐蚀监测的FBG钢筋腐蚀传感器。传感器以两根FBG为核心元件,将FBG-1预拉后紧密缠绕、固定于精细加工过的钢筋件表面,用于监测腐蚀产物流失导致的预应力松弛;将FBG-2安装于钢筋件的轴向通孔中,作为温度补偿器用于消除FBG-1的温度交叉敏感效应。为了提高传感器的成活率,将传感器封装在砂浆中,并且推导了被测钢筋件的质量腐蚀率计算公式。通过电化学加速腐蚀实验研究了传感器的工作性能,通过监测FBG的波长变化来测量钢筋的腐蚀程度。实验结果表明,FBG钢筋腐蚀传感器可以监测水下钢筋混凝土结构中的钢筋腐蚀,并且具有较大的测量范围、较高的灵敏度和稳定性,适用于港口码头、桥墩、水坝、蓄水池等钢筋混凝土结构中的钢筋腐蚀监测。     

光纤布拉格光栅复合绝缘子的应力分布分析

为了最大程度地预防复合绝缘子芯棒脆断等掉串事故,采用在复合绝缘子芯棒中植入光纤布拉格光栅,实现对复合绝缘子芯棒应力的监测,从而判断复合绝缘子的运行状况.绝缘子芯棒在金具压接区部位的结构复杂,所受的应力分布不均匀,故不能直接用光纤光栅的自身应变来表征芯棒内部应变,因此先假设绝缘子芯棒和光纤光栅有相同的应变,对复合绝缘子芯...     

基于光纤布拉格光栅的流量温度复合传感研究

针对传统流量计测量参数单一和流量温度复合测量困难的问题,提出了一种基于光纤布拉格光栅的流量温度复合传感器.采用空心圆柱悬臂梁,减小了流体的压力损失,对端盖、悬臂梁和靶盘采用一体加工,增加了传感器的稳定性.首先,结合光纤布拉格光栅传感理论和流量温度复合传感理论,研究了基于光纤布拉格光栅的流量温度复合传感机理;然后,设计了...     

基于光纤光栅的GIS导体温度巡检方法与装置

针对GIS设备导体温度监测和回路过热性故障预防,在分析光纤光栅测温原理和成像解调技术的基础上,提出了一种基于光纤光栅温度传感网络的GIS导体温度巡检方案。通过现场温升试验建立了GIS导体温度测量模型并根据相关标准制定了GIS导体温度过热性故障判据。研制了可应用于不同GIS母线温度测量的便携式巡检装置,设计了温度巡检装置的硬件系统和软件系统。现场实验表明该设备工作稳定,测温精度高,对于保障GIS设备的安全稳定运行具有现实意义。     

光电检测电路设计

针对光纤Bragg光栅解调系统设计结构简单,价格低廉的光信号检测电路,利用该电路进行光纤光栅波长解调实验,实验表明该电路性能优异,能够满足光纤光栅解调系统的要求,可用于其它微弱光信号检测.     

一种准分布式光纤光栅传感实验仪的设计

本文设计的实验仪采用FBG应变传感原理、准分布式技术和匹配光栅解调法,克服了现有同类仪器相对缺乏且多为单点测量的不足.本设计采用结构相同的双悬臂梁分别作为传感与解调机构,应变的模拟与测试在仪器内部即可实现.该实验仪可完成FBG准分布式实验教学,作为相关课程的教学实验设备;亦可用作解调仪对外界匹配光栅的传感量进行解调.     

基于ARM的超声波电动机嵌入式驱动控制系统

介绍了环形行波型超声波电动机的一种新型驱动控制方案.该系统以S3C44B0X系列ARM微控制器为核心,并将μC/OS-II多任务实时操作系统和μC/GUI图形系统移植到ARM微控制器上,成为系统软件的工作平台和人机交互系统的设计工具.详细介绍了系统硬件的组成和工作原理,同时给出了系统软件主程序的设计思路.利用μC/GUI所提供的丰富的控件功能,提供了简洁、友好的人机交互界面.最后利用所设计的系统对电机作闭环驱动,并进行了测试.实验结果表明,该设计缩短了软件开发周期,同时得到了比较精准的控制精度.     

高精度光纤光栅解调仪的研制及应用

介绍了光纤光栅传感器对温度及应变物理量的感应原理、Bragg光栅波长的解调方法,重点介绍了可调法布里 — 珀罗滤波法解调原理。阐述了高精度光纤光栅解调仪的系统原理、内部结构、关键技术、应用情况及数据分析等。实验数据表明,该高精度光纤光栅解调仪具有很好的测量精度和精度重复性。高精度光纤光栅解调仪适合于大坝和水利工程的安全监测,还适合于电力、交通、石化等行业中关于温度、变形等物理量的监测。     

光纤光栅复合绝缘子的试制及标定试验

针对输电线路复合绝缘子运行检测现状,在综述国内外相关检测技术的基础上,结合光纤传感技术和复合绝缘子技术,通过在复合绝缘子的芯棒基体内植入光纤布拉格光栅构成智能芯棒结构,成功研制了光纤光栅复合绝缘子,设计了复合绝缘子内部温度与应力的采集系统,从而实现了复合绝缘子运行状态的实时监测;并对光纤光栅复合绝缘子进行了标定试验,确定了光纤光栅复合绝缘子的光栅中心波长与温度及拉力之间的定量数值关系。研究结果表明,拉力和温度的变化均与光栅中心波长变化量呈很好的线性关系,其中光栅的拉力系数在47～50pm/kN、温度系数基本在13.5～14.1pm/°C范围内变动。这些数据为绝缘子挂网运行状态分析定量检测依据。     

基于光纤光栅的高压开关柜温度监测系统设计

基于高压开关柜温度在线监测的重要性,论述了目前几种常见测温方法的缺点,以及在高压开关柜中使用光纤光栅测温法的优势。设计了基于光纤光栅的高压开关柜温度在线监测系统,以实现对高压开关柜接头温度的在线监测,并且对其中的感知层、传输解调层、监控层作了介绍。介绍了光纤光栅测温的原理、光纤光栅解调仪以及光纤传感器的安装,开发了对应的上位机监测软件。高压开关柜全天温度数据的监测结果表明,系统能够正常工作。