光纤振动传感系统相位调制模块的嵌入式设计

发布时间：2019-06-14 01:23

【摘要】：针对光纤振动传感系统测试与标定环节缺乏便携式振动信号驱动装置的问题,设计了一款基于FreeRTOS和STem Win嵌入式系统的压电陶瓷相位调制模块。该模块使用STM32嵌入式微控制器,结合H桥功率驱动对信号进行功率放大。利用FreeRTOS嵌入式操作系统进行多任务功能部件开发,并设计了STem Win人机交互界面。随后搭建分布式光纤振动传感系统对嵌入式相位调制模块进行测试,结果表明该模块可实现驱动信号频率、占空比、输出极性和电压的调节,并可在总长为11.769 km的传感光纤上对冲击信号进行实时采集,且振动信号定位误差在41 m以内,从而可满足各类光纤振动传感系统在长距离不同位置处进行振动测试与标定的需求。
[Abstract]:In order to solve the problem of lack of portable vibration signal driving device in the testing and calibration of optical fiber vibration sensing system, a piezoelectric ceramic phase modulation module based on FreeRTOS and STem Win embedded system is designed. The module uses STM32 embedded microcontroller and H-bridge power drive to amplify the signal power. The multi-task function component is developed by using FreeRTOS embedded operating system, and the human-computer interaction interface of STem Win is designed. Then the embedded phase modulation module is tested by a distributed optical fiber vibration sensing system. The results show that the module can adjust the frequency, duty cycle, output polarity and voltage of the driving signal, and can collect the shock signal in real time on the sensing fiber with a total length of 11.769 km, and the positioning error of the vibration signal is less than 41 m. Thus, it can meet the needs of vibration measurement and calibration of all kinds of optical fiber vibration sensing systems at long distances and different positions.
【作者单位】： 太原理工大学新型传感器与智能控制教育部与山西省重点实验室;山西煤层气(天然气)集输有限公司;
【基金】：山西省回国留学人员科研项目(2016-035) 国家自然科学基金项目(51375327,51504161) 山西省煤基重点科技攻关项目(MQ2014-09)
【分类号】：TP212

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本文编号：2498981