本文關(guān)鍵詞：光纖光柵波長(zhǎng)特征識(shí)別與檢測(cè)系統(tǒng)研究　出處：《昆明理工大學(xué)》2016年碩士論文　論文類型：學(xué)位論文

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【摘要】：光纖光柵以其良好的溫度、應(yīng)變靈敏度和濾波特性,被廣泛應(yīng)用于大型復(fù)合材料、混泥土的結(jié)構(gòu)監(jiān)測(cè)、電力工業(yè)、石油工業(yè)、智能材料性能監(jiān)測(cè)等領(lǐng)域。光纖光柵傳感器對(duì)大型且復(fù)雜結(jié)構(gòu)環(huán)境監(jiān)測(cè)具有多參量傳感,分布式傳感等特性,常采用傳感網(wǎng)絡(luò)監(jiān)測(cè)方法。光纖光柵傳感檢測(cè)精度和傳感網(wǎng)絡(luò)化分布,使得光纖光柵傳感解調(diào)系統(tǒng)成為當(dāng)前FBG傳感技術(shù)研究領(lǐng)域的重點(diǎn)和難點(diǎn)之一。本文以光電整列成像技術(shù)探測(cè)法為基礎(chǔ),使用串口總線融合解調(diào)模塊與多通道光開(kāi)關(guān)控制技術(shù),對(duì)解調(diào)設(shè)備可靠性設(shè)計(jì)、波長(zhǎng)解調(diào)方法、測(cè)試系統(tǒng)開(kāi)發(fā)展開(kāi)了深入研究,主要研究?jī)?nèi)容如下：(1)根據(jù)光纖光柵耦合模理論和波長(zhǎng)特征參數(shù),以光柵技術(shù)參數(shù)對(duì)特征參數(shù)進(jìn)行計(jì)算,通過(guò)采樣光譜曲線特征實(shí)驗(yàn),分析總結(jié)了波長(zhǎng)峰值定位算法的識(shí)別條件。利用Bragg波長(zhǎng)特征參數(shù)提出了多傳感光柵峰值定位分析方法,改進(jìn)峰值定位算法提高計(jì)算效率。以峰值點(diǎn)為中心,利用周邊離散數(shù)據(jù),探究了高斯擬合算法和二項(xiàng)式擬合算法。(2)利用Bragg波長(zhǎng)特征和解調(diào)儀采樣的傳感光譜數(shù)據(jù)特性,探究了高斯擬合算法和二項(xiàng)式擬合算法解調(diào)FBG傳感中心波長(zhǎng)并對(duì)解調(diào)的中心波長(zhǎng)進(jìn)行比對(duì)分析。利用統(tǒng)一建模語(yǔ)言(UML)的用例圖、順序圖和類圖對(duì)測(cè)試系統(tǒng)功能需求、動(dòng)態(tài)執(zhí)行和程序設(shè)計(jì)方面進(jìn)行了可視化描述。在Visual C++.NET環(huán)境下開(kāi)發(fā)設(shè)計(jì)串口總線式的光纖Bragg光柵傳感檢測(cè)系統(tǒng)。(3)根據(jù)解調(diào)設(shè)備的現(xiàn)場(chǎng)應(yīng)用需求設(shè)計(jì)了傳感解調(diào)系統(tǒng)總體架構(gòu),并選取系統(tǒng)核心光學(xué)器件。以光學(xué)器件與檢測(cè)系統(tǒng)的可靠性控制和通信進(jìn)行電路設(shè)計(jì)。為提高USB高速通信的穩(wěn)定性,采用信號(hào)完整性分析方法對(duì)PCB板差分信號(hào)阻抗控制以及串?dāng)_進(jìn)行理論分析和設(shè)計(jì)。設(shè)計(jì)了解調(diào)設(shè)備與上位機(jī)之間的通信協(xié)議和解調(diào)儀的整體控制程序,并研制一臺(tái)16通道光纖光柵傳感解調(diào)儀。通過(guò)串口總線連接解調(diào)儀和檢測(cè)系統(tǒng),測(cè)試其解調(diào)光譜連續(xù)采樣、單次采樣、光開(kāi)關(guān)與解調(diào)模塊順序控制等軟件功能。測(cè)試了解調(diào)儀對(duì)FBG傳感解調(diào)的穩(wěn)定性誤差范圍為±8pm、測(cè)量分辨率1 pm等。從系統(tǒng)工作狀況以及實(shí)驗(yàn)結(jié)果驗(yàn)證了該系統(tǒng)設(shè)計(jì)的可靠性和穩(wěn)定性。
【學(xué)位授予單位】：昆明理工大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號(hào)】：TN253;TP274

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本文編號(hào)：1310170