多通道光纤布喇格光栅传感器同步解调系统_薛双喜.pdf

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1、第20卷第7期电子设计工程2012年4月Vol.20No.7ElectronicDesignEngineeringApr.2012多通道光纤布喇格光栅传感器同步解调系统112薛双喜，马艳，王向辉（1.西北工业大学航海学院，陕西西安710072；2.92854部队通信雷达声纳修理厂广东湛江524016）摘要：为了实现对整个舰艇结构状态长期实时的监控，构建了基于光纤布喇格光栅传感器的监控系统，设计了系统总体硬件电路，给出了系统软件工作流程和寻峰算法流程，并最终完成了对系统的功能验证。经验证，系统实现了多通道同步实时校准的波长

2、解调功能，扫描频率可达4kHz，能够快速响应监控状态，可直接进行工程应用。关键词：结构监控；光纤布喇格光栅；寻峰；实时校准；波长解调中图分类号：TP391文献标识码：A文章编号：1674－6236（2012）07-0173-03Synchronousdemodulationsystemofmulti-channelfiberBraggGratingSensorXUEShuang-xi1，MAYan1，WANGXiang-hui2（1.SchoolofMarineTechnology，NorthwesternPolytec

3、hnicalUniversity，Xi’an710072，China；2.CommunicationRadarandSonarFactory，92854troops，Zhanjiang524016，China）Abstract:Toachievealong-termandreal-timemonitoringofthewarshipandsubmarinestructuralstate，amonitoringsystemhadbeenbuiltwhichwasbasedonfiberBragggratingsensors

4、.Italsohaddesignedtheoverallsystemhardwarecircuit，softwareflowandtheflowofpeaksearchingalgorithm.Thefollowingworkistovalidatethesystemfunctions，anditcarriedoutthemulti-channelsimultaneousreal-timecalibrationfunctionsofwavelengthdemodulation.Becausethescanningfreq

5、uencycouldbeupto4kHz，thissystemwasabletoquicklymonitorthestructuralstateanditcouldbedirectlyappliedtoengineering.Keywords:structuremonitoring；FiberBraggGrating；peaksearching；real-timecalibrating；wavelengthdemodulation在军事领域，为了防止灾害事故的发生，对舰船、潜艇等F-P滤波器、3db光纤耦合器、光开关阵列

6、（1×16）、FBG传感这些重要军事装备必须要有结构完整性要求。对使用中的舰阵列、带标记热稳定性标准具模块和光电探测器等组成，以船、潜艇进行连续、实时的监测[1-2]，有效地监测和预测舰船、实现将外界温度和应变等调制信息转换成电信号；信号处理潜艇结构的损伤累积过程，评定和预测舰船、潜艇结构的安部分用FPGA+DSP架构协同处理，控制光开关阵列进行传感全性和可靠性，以及时地对结构进行维修加固，保证其结构光路选择和D/A输出三角波或锯齿波驱动可调谐F-P滤波没有明显的损伤存在，使舰船和潜艇安全可靠[3]。器，从而实现对光路的

7、协同操作。然后启动六路ADC，前五路传统的点式电测电传方式[4]易受强电磁干扰信号不易远采集光电探测器转换的信号，最后一路采集调理后的三角波距离传输，这些检测手段难以全面反映舰艇结构的工作状或锯齿波作为触发信号，触发对其他五路数据的并行寻峰操况，不能完成对整个结构状态长期的实时监控。而光纤布喇作，通过查表将标准具透射信号的各峰值对应的波长值确格光栅（FiberBraggGrating，FBG）传感器[5]作为一种新型的定，再将被测FBG传感器反射信号的峰值位置和标准具的峰光纤传感器，体积小、抗电磁干扰能力强、易于组建传感

8、网络值阵列位置联系起来，通过线性插值运算，能够解调出FBG并且能够实现传感信息波长编码[6]等许多独特优点，为舰艇传感器的中心波长，最后通过高速网口将波长数据传送到上结构健康监测提供了新的途径[7]。位机，从而实现全天候、实时监控的功能要求。鉴于此，为了实现对整个舰艇结构状态长期实时的监控，2系统软件设计笔者构建了多