光纖法珀應(yīng)變傳感器的解調(diào)算法改進和復(fù)用技術(shù)研究.pdf

1、光纖法珀應(yīng)變傳感是80年代末發(fā)展起來的一種新型的應(yīng)變測量技術(shù)，具有結(jié)構(gòu)簡單、溫漂和時漂小等優(yōu)點，非常適合于智能結(jié)構(gòu)尤其是大型設(shè)施的長期在線應(yīng)變監(jiān)測，目前已經(jīng)成為國外應(yīng)變傳感技術(shù)研究的重點之一。對于光纖法珀應(yīng)變傳感器系統(tǒng)，應(yīng)變信息的解調(diào)算法是保證其測量結(jié)果準(zhǔn)確的關(guān)鍵技術(shù)之一，而多傳感器復(fù)用則能降低其應(yīng)用的成本，是保證其大規(guī)模實際應(yīng)用的關(guān)鍵所在。本課題對相位型光纖琺珀應(yīng)變傳感系統(tǒng)的解調(diào)算法和復(fù)用技術(shù)作了深入研究。 論文首先闡述了光纖

2、法珀應(yīng)變傳感器的測量原理，分析了實際光源光譜的非均勻分布、波長量化和傳感器輸出信號中的噪聲等對波長域的條紋峰值解調(diào)算法的應(yīng)變測量結(jié)果的影響，深入分析了條紋峰值解調(diào)算法的局限性。 接著，將低精細度法珀傳感器的干涉近似為雙光束干涉，根據(jù)傅立葉變換的原理，提出了對傳感器輸出光強分布進行傅立葉變換、從頻域直接求取腔長的方法；并討論了在實際高斯分布光源的條件下，保證傅立葉變換不發(fā)生疊級現(xiàn)象對傳感器腔長的限制條件。 分析了離散傅立葉

3、(DFT)算法存在的柵欄效應(yīng)及其對測量結(jié)果的影響，提出了通過數(shù)據(jù)補零和頻譜數(shù)據(jù)高斯插值來降低柵欄效應(yīng)影響、提高計算精度的方法；討論了抽樣密度變化對柵欄效應(yīng)及計算精度的影響，并作了仿真計算。 針對實際光強信號在波長域均勻采樣，而在頻率域非均勻采樣的特點，討論了傅立葉變換的變形——離散腔長變換(DGT)算法。采用黃金分割快速搜索法減小計算量、提高計算速度。 然后，在光強函數(shù)的傅立葉變換域，討論了傳感器的復(fù)用問題。重點針對并聯(lián)