光纖法-珀傳感器變換解調(diào)原理研究及嵌入式系統(tǒng)實現(xiàn).pdf

1、光纖法-珀傳感器具有體積小、靈敏度高、性能穩(wěn)定、不受電磁場干擾、能進行遠程信號處理以及可以復(fù)用等優(yōu)點，是最早應(yīng)用于實際工程中的光纖傳感器之一。但隨著新技術(shù)的不斷涌現(xiàn)，近幾年來科研工作者逐漸將研究重點轉(zhuǎn)移到了光纖光柵傳感器等其它光纖傳感器上，對光纖法-珀傳感器的研究一直停留在早期水平。和光纖光柵傳感器相比，光纖法-珀傳感器盡管在信號復(fù)用上存在明顯不足，但在性能穩(wěn)定性方面卻具有獨特的優(yōu)點，非常適合于參數(shù)的長期監(jiān)測。因此，光纖法-珀傳感器在很

2、多領(lǐng)域仍然具有重要的實用價值。然而，由于商業(yè)利益的原因，目前光纖法-珀傳感技術(shù)的主要重點都集中于工藝技術(shù)研究方面，而在理論方面則相對落后，而理論的落后則又限制了工藝技術(shù)水平的進一步提高。因此，充實與完善光纖法-珀傳感器的理論對提高其應(yīng)用技術(shù)水平具有重要的意義。論文從光纖法-珀傳感器的解調(diào)理論出發(fā)，對傅里葉變換解調(diào)的理論體系進行了研究，提出了光纖法-珀傳感器的相關(guān)解調(diào)思想，并采用先進的嵌入式解決方案進行了嵌入式光纖法-珀解調(diào)系統(tǒng)的設(shè)計與研

3、制。 具體研究內(nèi)容如下： （1）從傅里葉變換基本原理出發(fā)，建立了光纖法-珀傳感器系統(tǒng)的嚴格理論模型，深入探討了系統(tǒng)中幾個主要參數(shù)對解調(diào)精度的影響，從而從理論上證明了傅里葉變換解調(diào)原理中，采用理想光源和雙光束干涉近似模型的合理性，接著對傅里葉變換解調(diào)算法進行了深入研究，給出了一種實用插值算法，分析了對光譜輸出數(shù)據(jù)不進行插值的可行性并從理論上證明了離散腔長變換解調(diào)算法的正確性。在此基礎(chǔ)上，通過對腔長匹配解調(diào)系統(tǒng)的歸納總結(jié)，進

4、一步提出了相關(guān)解調(diào)的理論，并對其實現(xiàn)方法進行了討論。最后，對光纖法-珀傳感器的復(fù)用信號特征及解調(diào)方法進行了分析。 （2）基于相關(guān)解調(diào)的思路以及嵌入式技術(shù)，進行了嵌入式光纖法-珀解調(diào)系統(tǒng)的設(shè)計。為了實現(xiàn)系統(tǒng)低成本、高精度解調(diào)的要求，系統(tǒng)采用了硬件相關(guān)解調(diào)方案，利用光楔實現(xiàn)光纖法-珀傳感器的腔長掃描和互相關(guān)運算；同時采用DSP技術(shù)，完成信號的采集、處理、存儲與顯示的嵌入式系統(tǒng)功能。論文對解調(diào)系統(tǒng)中的光路部分、硬件接口電路和軟件實現(xiàn)三