超弱光纤光栅传感解调系统研究
发布时间：2020-12-12 23:10
随着社会进步和科学技术的发展,传感技术得到了广泛的应用。超弱光纤光栅（Ultraweak FBG）作为光纤光栅传感光纤传感领域的新的类型,具有对光信号传输时损耗小、机械强度高、复用能力强等优点,已经成为传感领域不可替代的研究方向之一。采用超弱光纤光栅构成的新一代光纤光栅传感网络具有大容量、长距离、高精度等特点,可以满足当大型工程成千上万个监测点的需要。本文在研究国内外光纤光栅传感技术的基础上,以大容量光纤光栅传感网解调技术和系统作为研究对象,研究超弱光纤光栅阵列的光谱特性,针对去噪和峰值检测,提出有效的去噪方案和相应的解调算法改进,最终实现传感网络的大容量高精度解调。信号处理部分是确保解调系统精确性的重要环节,本文针对传感解调系统的采集信号进行研究,采用在小波阈值去噪的基础上进行改进和重构。实验表明:该方法既克服了硬阈值函数本身的不连续性,又避免了软阈值函数固有的偏差问题,提高了信号的重构精度,对传感信号预处理达到很好的去噪效果。光谱中心波长的精确定位是衡量传感网络解调技术关键,本文分析了常用的寻峰算法及各其优缺点,并针对被采样的光纤光栅信号含有干扰信号的问题,提出一种应用于大容量传感...
【文章来源】：长春工业大学吉林省
【文章页数】：74 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
超弱FBG在石油化工领域的应用
第1章绪论3载重情况，以便发现桥梁是否发生异常，保证桥梁的安全[22]，因此超弱光纤光栅传感技术在未来的工程应用中显现出巨大的潜力。图1-2超弱FBG在石油化工领域的应用图1-3超弱FBG在桥梁建筑领域的应用光纤光栅传感网络应用核心是传感信号的解调。目前，基于光纤光栅传感网络信号解调的方法有很多种，如波长解调、相位解调、频率解调、成像光谱解调等，不同的解调方法在使用条件和性能上都有差异，在应用到实际工程时也有其存在的优缺点。国外在光纤光栅传感领域研究起步比较早，1966年诺贝尔物理奖获得者高琨首次提出用良好导光性的玻璃纤维传输光信号，替代金属材料来传输电信号，实现了语音通信[23]。1970年世界上第一根石英制成的光导纤维被制造出来，光传输损耗为20dB/km，实现革命性突破。近十几年，随着光纤传感技术的发展和光纤元件的不断突破，采用光传输信号的光纤迅速从实验阶段走向实际应用，但实际应用中要满足多点监测的要求，当时的传感技术由于每根光纤上用于监测物理参数的光纤光栅时分有限，应用在工程上存在很大的局限性。Barnoski和jensen在1976年首次提出一种光时域反射器（opticaltime-domain
第5章传感解调系统测试455.1.2实验平台硬件组成实验系统包含的主要硬件设备如图5-2（a）-（f）所示。（a）ASE光（b）EDFA100P实物图（c）温控箱（d）超弱光纤光栅（e）光环路器实物图（f）计算机图5-2实验系统设备实物图系统硬件设备的型号以及性能参数如下：
【参考文献】：
期刊论文
[1]光通技术在物联网发展中的应用[J]. 胡睿. 通信电源技术. 2020(04)
[2]小波与中值滤波相结合的汽车管路连接件表面缺陷图像去噪[J]. 杨泽青,李超,黄凤荣,彭凯,刘丽冰. 现代制造工程. 2019(11)
[3]基于倾斜光栅的可调谐线偏振掺镱光纤激光器[J]. 杨锦民,林彦吕,黄千千,黄梓楠,邢志坤,闫志君,牟成博. 光学学报. 2020(03)
[4]基于拍频解调的光纤光栅位移传感器[J]. 徐雨露,倪屹,余涛,郭瑜. 激光与光电子学进展. 2019(17)
[5]石油化工设备健康监测技术研究和发展状况[J]. 贺柏达,王璇,赵聪. 化工自动化及仪表. 2019(08)
[6]基于光纤传感技术的桥梁拉索健康监测技术试验研究[J]. 何武超,李劭晖,江震,俞建群,朱骏,马骉. 城市道桥与防洪. 2019(06)
[7]基于FBG的铁路安全监测传感网络的复用技术应用[J]. 周松. 信息通信. 2019(06)
[8]曲线拟合算法对光纤光栅传感解调性能的影响研究[J]. 李宁,王东,王宇,白清,周慧栋,靳宝全. 传感技术学报. 2019(05)
[9]基于CFA的巴特沃斯低通滤波器设计和仿真[J]. 刘宛,董金宁,池思慧,赵柏树. 湖北大学学报(自然科学版). 2019(03)
[10]基于光纤传感技术的轨道占用监测系统设计[J]. 张守梁,燕延. 石家庄铁道大学学报(自然科学版). 2019(03)
博士论文
[1]基于光纤传感的航天器结构在轨状态监测技术研究[D]. 申景诗.西安电子科技大学 2019
[2]基于分布式光纤监测的管道结构状态识别方法研究[D]. 吴文婧.大连理工大学 2018
[3]基于错位和无芯的高灵敏度及偏振调制光纤传感研究[D]. 王芳.河南师范大学 2016
硕士论文
[1]基于改进粒子群和蚁群的云计算任务调度研究[D]. 尹亚日.南京邮电大学 2019
[2]基于FPGA的高速光纤光栅解调技术与实验研究[D]. 孔祥龙.山东大学 2019
[3]Bragg光纤光栅传感及解调系统关键技术研究[D]. 杜洋.长春理工大学 2019
[4]光纤光栅高温传感技术研究[D]. 薛渊泽.中国航天科技集团公司第一研究院 2018
[5]大型储罐不均匀沉降在线监测与预测方法研究[D]. 程国才.武汉工程大学 2018
[6]基于嵌入式的光纤光栅解调系统[D]. 胡元华.南昌航空大学 2017
[7]基于FBGA解调的光纤光栅检测系统设计[D]. 赵凯.安徽工业大学 2017
[8]基于布里渊和瑞利散射的增敏型分布式光纤传感系统[D]. 夏岚.南京大学 2016
[9]基于粒子群模拟退火算法的光纤光栅复用解调技术的研究[D]. 李彩玲.燕山大学 2016
[10]中高频光纤光栅加速度传感器优化设计与信号处理[D]. 殷广林.武汉理工大学 2016
本文编号：2913438
【文章来源】：长春工业大学吉林省
【文章页数】：74 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
超弱FBG在石油化工领域的应用
第1章绪论3载重情况，以便发现桥梁是否发生异常，保证桥梁的安全[22]，因此超弱光纤光栅传感技术在未来的工程应用中显现出巨大的潜力。图1-2超弱FBG在石油化工领域的应用图1-3超弱FBG在桥梁建筑领域的应用光纤光栅传感网络应用核心是传感信号的解调。目前，基于光纤光栅传感网络信号解调的方法有很多种，如波长解调、相位解调、频率解调、成像光谱解调等，不同的解调方法在使用条件和性能上都有差异，在应用到实际工程时也有其存在的优缺点。国外在光纤光栅传感领域研究起步比较早，1966年诺贝尔物理奖获得者高琨首次提出用良好导光性的玻璃纤维传输光信号，替代金属材料来传输电信号，实现了语音通信[23]。1970年世界上第一根石英制成的光导纤维被制造出来，光传输损耗为20dB/km，实现革命性突破。近十几年，随着光纤传感技术的发展和光纤元件的不断突破，采用光传输信号的光纤迅速从实验阶段走向实际应用，但实际应用中要满足多点监测的要求，当时的传感技术由于每根光纤上用于监测物理参数的光纤光栅时分有限，应用在工程上存在很大的局限性。Barnoski和jensen在1976年首次提出一种光时域反射器（opticaltime-domain
第5章传感解调系统测试455.1.2实验平台硬件组成实验系统包含的主要硬件设备如图5-2（a）-（f）所示。（a）ASE光（b）EDFA100P实物图（c）温控箱（d）超弱光纤光栅（e）光环路器实物图（f）计算机图5-2实验系统设备实物图系统硬件设备的型号以及性能参数如下：
【参考文献】：
期刊论文
[1]光通技术在物联网发展中的应用[J]. 胡睿. 通信电源技术. 2020(04)
[2]小波与中值滤波相结合的汽车管路连接件表面缺陷图像去噪[J]. 杨泽青,李超,黄凤荣,彭凯,刘丽冰. 现代制造工程. 2019(11)
[3]基于倾斜光栅的可调谐线偏振掺镱光纤激光器[J]. 杨锦民,林彦吕,黄千千,黄梓楠,邢志坤,闫志君,牟成博. 光学学报. 2020(03)
[4]基于拍频解调的光纤光栅位移传感器[J]. 徐雨露,倪屹,余涛,郭瑜. 激光与光电子学进展. 2019(17)
[5]石油化工设备健康监测技术研究和发展状况[J]. 贺柏达,王璇,赵聪. 化工自动化及仪表. 2019(08)
[6]基于光纤传感技术的桥梁拉索健康监测技术试验研究[J]. 何武超,李劭晖,江震,俞建群,朱骏,马骉. 城市道桥与防洪. 2019(06)
[7]基于FBG的铁路安全监测传感网络的复用技术应用[J]. 周松. 信息通信. 2019(06)
[8]曲线拟合算法对光纤光栅传感解调性能的影响研究[J]. 李宁,王东,王宇,白清,周慧栋,靳宝全. 传感技术学报. 2019(05)
[9]基于CFA的巴特沃斯低通滤波器设计和仿真[J]. 刘宛,董金宁,池思慧,赵柏树. 湖北大学学报(自然科学版). 2019(03)
[10]基于光纤传感技术的轨道占用监测系统设计[J]. 张守梁,燕延. 石家庄铁道大学学报(自然科学版). 2019(03)
博士论文
[1]基于光纤传感的航天器结构在轨状态监测技术研究[D]. 申景诗.西安电子科技大学 2019
[2]基于分布式光纤监测的管道结构状态识别方法研究[D]. 吴文婧.大连理工大学 2018
[3]基于错位和无芯的高灵敏度及偏振调制光纤传感研究[D]. 王芳.河南师范大学 2016
硕士论文
[1]基于改进粒子群和蚁群的云计算任务调度研究[D]. 尹亚日.南京邮电大学 2019
[2]基于FPGA的高速光纤光栅解调技术与实验研究[D]. 孔祥龙.山东大学 2019
[3]Bragg光纤光栅传感及解调系统关键技术研究[D]. 杜洋.长春理工大学 2019
[4]光纤光栅高温传感技术研究[D]. 薛渊泽.中国航天科技集团公司第一研究院 2018
[5]大型储罐不均匀沉降在线监测与预测方法研究[D]. 程国才.武汉工程大学 2018
[6]基于嵌入式的光纤光栅解调系统[D]. 胡元华.南昌航空大学 2017
[7]基于FBGA解调的光纤光栅检测系统设计[D]. 赵凯.安徽工业大学 2017
[8]基于布里渊和瑞利散射的增敏型分布式光纤传感系统[D]. 夏岚.南京大学 2016
[9]基于粒子群模拟退火算法的光纤光栅复用解调技术的研究[D]. 李彩玲.燕山大学 2016
[10]中高频光纤光栅加速度传感器优化设计与信号处理[D]. 殷广林.武汉理工大学 2016
本文编号：2913438
本文链接：https://www.wllwen.com/shoufeilunwen/xixikjs/2913438.html
