基于LabVIEW的光纤布拉格光栅动态解调系统

2012-12-31 11:32:51来源: 电子技术
0 引言
    与传统电子传感器相比,光纤光栅传感器是目前最具发展前途的传感器之一。降低了自身的重量和体积,在抗电磁干扰能力、电气隔离和传输损耗等方面都有着优越的表现,光纤光栅的出现给传感器技术领域发展带来了一种新的发展趋势。波长解调技术是实现光纤光栅传感的关键,在光纤光栅的应用领域,光纤光栅解调技术一直是人们关注的重点课题。目前正在研究的光纤光栅传感解调方案有许多,如利用干涉滤波法,可调谐光纤法布里-珀罗腔法,边缘滤波解调法等,其中,干涉滤波法仅适用于测量动态应变,无法测得绝对应变;高精度的可调谐光纤法布里一珀罗腔价格高昂,滤波损耗大。因此能够实际应用的解调产品并不多,特别是用于动态解调的解调设备,大多尤为昂贵,不利于工程应用。本文利用长周期光栅(Long-Period Fiber Grating,LPFG)具有边缘滤波特性,自行研制了一套光纤布拉格光栅(Fiber Bragg Grating,FBG)动态检测系统并将其用于振动方面的测试。试验结果表明,该解调系统能够较好地检测振动信号,相对于其他的解调方案,具有结构简单,解调速度快,成本较低等优点。本文利用高速数据采集卡读取采集数据传送到PC机,通过LabVIEW进行数据分析,实现了对动态应变系统状态的实时准确掌控。

1 解调原理
   
基于长周期光纤光栅解调系统解调原理如图1所示。

e.JPG


    图中,曲线A为光纤布拉格光栅(FBG)的反射光谱,曲线C为长周期光纤光栅(LPFG)的透射谱,FBG反射光经过LPFG滤波后,光功率信号I(λ)为:
    f.JPG
    式中:R(λ)为FBG的反射光谱;H(λ)为LPFG的透射光谱;在一定的波长范围内,H(λ)近似线性函数,而R(λ)的光谱宽度远小于该波长范围,因此I(λ)也近似线性函数,也即:
    g.JPG
    由式(3)可知,通过测量I(λ)/I1(λ)的值即可获得波长信息,从而实现对FBG波长的检测。

[1] [2] [3]

关键字:虚拟仪器  光栅  边缘滤波  动态解调

编辑:什么鱼 引用地址:http://www.eeworld.com.cn/Test_and_measurement/2012/1231/article_6582.html
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