基于dsp的光纤氢气传感器信号处理技术的研究

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1、基于DSP的光纤氢气传感器信号处理技术的研究华中科技大学硕士学位论文基于DSP的光纤氢气传感器信号处理技术的研究姓名：葛汉明申请学位级别：硕士专业：机械工程指导教师：张冈2011-05-18华中科技大学硕士学位论文摘要能源是带动世界发展的重要一环，氢气作为一种新型、高效的清洁能源受到各个国家的重视，如何安全的使用氢能源已作为一个重要的课题摆在大家面前。氢气的准确检测关系到了氢能源使用的安全性。有鉴于此，本项目主要研究光纤传感器系统的数字信号处理单元，致力于开发出一种基于DSP处理器的简单、快速且能适应各种环境下的光纤氢气检测系统。数字信号处理是利用计算机或专用处理设备，以数值计算的方法对

2、信号进行滤波、变换、压缩、识别、增强等加工处理以达到提取有用信息，便于应用的目的。随着计算机和信息学科的快速发展，数字信号处理理论和技术日益成熟，在各个领域得到广泛的应用。本论文首先在广泛阅读和深入了解国内外相关文献的基础上，结合微弱信号的数字处理的相关情况，分析了氢气检测的难点，论证了氢气微弱信号检测的可行性。充分利用数字信号处理的优越性，把DSP处理器引入到光纤氢气传感器检测中。在信号处理系统实现方面，以DSP芯片TMS320F2812为核心，设计和开发了数字信号处理的外围电路。利用TI公司软件开发平台CCS，以微弱信号检测为理论基础，研究了数字滤波器、数字锁定放大器技术，最终实现了

3、性能稳定的光源驱动单元以及光纤氢气的信号检测系统。最后基于以上的讨论和研究，研制出了基于DSP的数字信号处理单元，并在实验室已有平台的支撑下进行了氢气传感器的检测实验。实验结果表明以DSP处理器为核心所开发的信号处理系统在信号分析、处理方面有很大的优越性及广阔的应用前景。关键词：氢气光纤传感器数字信号处理微弱信号检测I华中科技大学硕士学位论文AbstractEnergyisanimportantpartwhichisdrivingthedevelopmentofoftheworld.Intoday'ssocietyasanew,highlyefficientandcleanenergy,

4、hydrogenhasbeenattractedbythevariousnationalattention,thusthesafeuseofhydrogenhasbeenplacedinfrontofeveryonewhichisthoughtasanimportantissue.Accuratedetectionofhydrogenrelatestothesafetyofhydrogenuse.Inviewofthese,myprojectmainresearchesdigitalsignalprocessingunitoffiberopticsensorsystem,dedicate

5、dtodevelopasimpleandfastfiberhydrogendetectionsystembasedonDSPprocessorwhichcanadapttovariousenvironments.Digitalsignalprocessingisadevicewhichusescomputerordedicatedprocessor.Withthemethodofnumericalcalculation,weprocessthesignalbyfiltering,transforming,compressing,recognizing,enhancingandsoon,i

6、tcanextractusefulinformation.Withtherapiddevelopmentofcomputerandinformationscience,theoriesandtechniqueaboutdigitalsignalprocessingbecomemoresophisticated,whichhaveawiderangeofapplicationsinvariousfields.Firstonthebasisofthewidelyreadandtheunderstandingofrelevantliterature,thispaperanalyzedthedi

7、fficultyofhydrogendetectionanddemonstratedthefeasibilityofWeakSignalDetectionwhichcombinedwiththerelevantcircumstancesofweaksignaldigitalprocessing.Fullusingtheadvantagesofdigitalsignalprocessing,theDSPprocessorisintro