發(fā)布時間：2024-12-18 01:28

　　 提出一種提取基于邁克耳孫干涉的弱反射光纖布拉格光柵(WFBG)時分復(fù)用系統(tǒng)中干涉信號的方法,以降低數(shù)據(jù)采集量并提高零差對稱解調(diào)精度。對光強信號進(jìn)行連續(xù)小波變換,尋找變換系數(shù)的極值,相鄰的極小值和極大值用于界定激光干涉區(qū)間。針對不同寬度的激光脈沖工況,調(diào)整小波尺度因子,以尋找干涉區(qū)間,分別基于干涉區(qū)間內(nèi)光強信號的最大值和平均值得到干涉信號,最后采用零差對稱算法解調(diào)干涉信號的相位信號。將WFBG傳感器放入振動液柱內(nèi),多次測量同一弱正弦信號,并對測量信號進(jìn)行正弦曲線擬合。擬合結(jié)果顯示采用連續(xù)小波變換提取短脈沖干涉區(qū)間并以平均值法計算干涉信號有助于提高該傳感系統(tǒng)的零差對稱解調(diào)精度。

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【部分圖文】：

圖1 WFBG傳感系統(tǒng)圖及信號時序圖。（a)WFBG傳感系統(tǒng)示意圖；（b）時序

5）重復(fù)執(zhí)行步驟4），即可獲得所有AOM調(diào)制區(qū)間內(nèi)的干涉區(qū)間。3實驗與分析

圖2 在不同調(diào)制脈寬、不同WFBG個數(shù)下基于AOM調(diào)制信號或CWT提取的干涉區(qū)間。（a）基于AOM調(diào)制信號在300ns調(diào)制脈寬下提取的2-WFBG干涉區(qū)間；（b）采用CWT在300ns調(diào)制脈寬下提取的2-WFBG干涉區(qū)間；（c）采用CWT在450ns調(diào)制脈寬下提取的2-WFBG干涉區(qū)間；（d）采用CWT在300ns調(diào)制脈寬下提取的5-WFBG干涉區(qū)間

50m的單模光纖兩端熔接2根WFBG，作為傳感元件，將其卷成直徑為6cm的光纖環(huán)放入振動液柱內(nèi)。邁克耳孫干涉儀臂差同樣為50m，以匹配傳感光纖長度。對振動臺施加頻率為500Hz、振幅為0.6m/s2的正弦信號。AOM(CETCSGTF150-1550-1T）調(diào)制脈寬分別設(shè)....

圖3 同一振動源下，針對不同調(diào)制脈寬采用不同方法提取干涉區(qū)間特征值，并經(jīng)多次測量得到的振動液柱振動信號。（a)300ns調(diào)制脈寬；（b)450ns調(diào)制脈寬

對比300ns和450ns調(diào)制脈寬下采用平均值法得到的解調(diào)信號三項指標(biāo)可得：300ns調(diào)制脈寬時的結(jié)果均優(yōu)于450ns調(diào)制脈寬時的結(jié)果。當(dāng)發(fā)射的激光脈沖變寬后，脈沖光強整體下降，并且脈沖頂部伴隨著較大的不規(guī)律起伏（圖5），出現(xiàn)該現(xiàn)象的原因是引入的隨機起伏噪聲導(dǎo)致系統(tǒng)解調(diào)精度下降。....

圖4 經(jīng)正弦曲線擬合后的測量信號。（a）擬合度；（b）頻率；（c）幅度；（d）平均擬合度、頻率均方根誤差和幅度標(biāo)準(zhǔn)差

針對基于邁克耳孫干涉的WFBG時分復(fù)用系統(tǒng)，提出采用CWT方法自動獲取干涉區(qū)間的方法，并實現(xiàn)了300ns和450ns調(diào)制脈寬下對2-WFBG與5-WFBG干涉信號的自動提取，所提方法與傳統(tǒng)方法相比減少了一路采集信號。采用振動液柱法多次測量同一弱正弦振動信號，探討調(diào)制脈寬選擇、干涉....

本文編號：4016832