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《基于復用技術(shù)的光纖光柵傳感解調(diào)系統(tǒng)的研究》由會員上傳分享，免費在線閱讀，更多相關內(nèi)容在學術(shù)論文-天天文庫。
1、分類號：TH741單位代碼：10190研究生學號：201504031密級：公開碩士學位論文李進2018年6月基于復用技術(shù)的光纖光柵傳感解調(diào)系統(tǒng)的研究ResearchonFiberBraggGratingSensingandDemodulationSystemBasedonMultiplexingTechnology碩士研究生：李進導師：江虹教授申請學位：工學碩士學科：儀器科學與技術(shù)所在單位：電氣與電子工程學院答辯日期：2018年6月授予學位單位：長春工業(yè)大學摘要摘要緊密圍繞智能電網(wǎng)在線監(jiān)測的實際需要，以高性能光纖傳感技術(shù)為核心，突破強電磁場與
2、惡劣環(huán)境下光纖傳感應用的相關共性關鍵技術(shù)，研究開發(fā)面向智能電網(wǎng)在線監(jiān)測應用的新型光纖光柵溫度傳感器和大容量、高精度解調(diào)儀表，采用波分和空分相結(jié)合的混合復用技術(shù)，形成分布式光纖Bragg光柵傳感解調(diào)系統(tǒng)。具體研究內(nèi)容如下：（1）研究光纖光柵傳感特性。本文在分析了國內(nèi)外光纖光柵傳感技術(shù)發(fā)展的基礎上，詳細闡述了光纖光柵溫度及應變傳感原理，并且討論了光纖光柵傳感中所涉及到的溫度-應變交叉敏感問題，為封裝和解調(diào)技術(shù)的研究提供了理論依據(jù)。（2）采用陶瓷封裝技術(shù)應用于光纖光柵溫度傳感器。針對光纖光柵傳感過程中存在的溫度-應變交叉敏感問題，對光纖光柵傳感器采
3、取了陶瓷封裝方式，使Bragg波長只受溫度變化的影響，提高了對溫度測量的靈敏度。實驗證明，經(jīng)過陶瓷封裝后的光纖光柵傳感器測溫精度在±0.5℃以內(nèi)。（3）選取波分、空分混合復用技術(shù)組建分布式傳感網(wǎng)絡，實現(xiàn)對智能電網(wǎng)高壓電氣設備的大容量分布式溫度在線測量。單通道最大測量傳感器點數(shù)為20，最大監(jiān)測點數(shù)為640點（可以擴展到2560點），可以滿足完整數(shù)字化電網(wǎng)的溫度在線監(jiān)測的應用要求。（4）確立將F-P濾波解調(diào)法作為系統(tǒng)的解調(diào)方法。在分析對比幾種常用的解調(diào)方法優(yōu)缺點的基礎上，出于實用性和可行性考慮，最終采用了可調(diào)諧F-P濾波解調(diào)法。鑒此，首先介紹了系
4、統(tǒng)中涉及到的主要光學器件的選型，然后基于FPGA核心控制器搭建完成硬件電路。（5）提出K-L變換算法應用于智能電網(wǎng)FBG解調(diào)系統(tǒng)。為了解決傳統(tǒng)去噪方法的不足，將K-L變換應用在光纖Bragg光柵解調(diào)系統(tǒng)中，對單個或多個FBG傳感器都能完整的將信號和噪聲分離出來，取得了良好的去噪效果，使得系統(tǒng)解調(diào)分辨率達到1pm。（6）設計完成基于LabVIEW平臺的在線監(jiān)測軟件，實現(xiàn)對整個FBG傳感網(wǎng)絡的實時在線監(jiān)控，并借此平臺驗證了FBG傳感解調(diào)系統(tǒng)的性能指標。實驗結(jié)果表明，系統(tǒng)解調(diào)精度在±5pm以內(nèi)，滿足預設指標要求，符合實際工程應用需求。關鍵詞：光纖B
5、ragg光柵可調(diào)諧F-P濾波解調(diào)法FPGAK-L變換LabVIEWIAbstractAbstractCloselycenteringontheactualneedsofsmartgridon-linemonitoring,usinghigh-performancefiber-opticsensingtechnologyasthecore,breakingkeycommontechnologiesrelatedtofiber-opticsensingapplicationsinstrongelectromagneticfieldsandhars
6、henvironments,researchinganddevelopingnewfiberBragggratingtemperatureforsmartgridon-linemonitoringapplicationsSensorsandlarge-capacity,high-precisiondemodulationinstrumentsuseahybridmultiplexingtechniquecombiningwavelengthdivisionandspatialdivisiontoformadistributedfiberBra
7、gggratingsensordemodulationsystem.Thespecificresearchcontentisasfollows:（1）Studyfibergratingsensingcharacteristics.Basedontheanalysisofthedevelopmentoffibergratingsensingtechnologyathomeandabroad,thispaperelaboratesthetemperatureandstrainsensingprincipleoffibergrating,anddi
8、scussesthetemperature-straincross-sensitivityproblemsinvolvedinfibergratingsensing
