光纖測溫系統(tǒng)信號處理方法的研究與實現.pdf

1、隨著對光纖與光纖器件研究的深入，作為檢測器件的光纖傳感器也越來越受到人們的重視。近一段時期，光纖傳感技術得到了迅速的發(fā)展，目前已在科學研究與工程應用領域得到了廣泛的應用。分布式光纖溫度傳感器作為光纖傳感器的一個重要分支，也隨著其技術的不斷成熟漸漸的在各種工程當中得到了應用。 分布式光纖測溫系統(tǒng)的信號采集和數據后處理是系統(tǒng)的核心部分。該部分的檢測精度和速度決定了整個系統(tǒng)的測量精度，空間分辨率，采集速度以及最后的請求響應時間。如何提

2、高系統(tǒng)各個部分的處理速度，協(xié)調好數據傳輸，成為設計分布式光纖測溫系統(tǒng)的關鍵。 論文深入的分析了分布式光纖測溫系統(tǒng)的測溫原理，并對系統(tǒng)光路、高速采集電路和軟件濾波部分提出了改進方案。通過對系統(tǒng)各部分的改進，提高了分布式光纖測溫系統(tǒng)的響應時間和測量精度等性能指標。 論文詳細介紹了分布式光纖測溫系統(tǒng)的系統(tǒng)光路部分、高速A/D采集電路部分和軟件設計部分的信號處理方法。在系統(tǒng)光路設計部分通過計算給出了光纖耦合器的最佳分光比，使系統(tǒng)

3、光路部分的信號信噪比得到提高。在高速A/D采集電路部分，本文設計了高速緩存機制可以有效的將采集到的數據輸出到DSP中進行數據處理。在軟件設計部分，針對分布式光纖測溫系統(tǒng)測量周期過長的問題，在保證系統(tǒng)的時間分辨率和空間分辨率的前提下，本文提出了一種自適應閾值小波濾波算法。該算法能夠通過訓練信號來確定各尺度下的非線性閾值函數參數，然后采用閾值自適應的小波濾波進行溫度信號濾波。實驗證明，該算法能夠在有效縮短溫度測量周期的同時提高系統(tǒng)的精確性。