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相似文献
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1.
岩层变形检测的光纤光栅多点传感理论与工程应用   总被引:6,自引:0,他引:6  
刘金碹  柴敬  朱磊  张广文  杨建华  王振平 《光学学报》2008,28(11):2143-2147
为了监测松散地层沉降变形,提出了一种用于钻孔中植入式光纤Bragg光栅传感器(FBG)的结构和传感网络系统.基于室内实验结果,给出了用于岩层变形检测的传感光栅波长带宽为6 nm,分析了多点传感信号分辨因子,山光源带宽决定的测试系统最大实际复用能力为6个传感器.设计并实现了一个由18个光纤光栅组成的具有特色的光纤Bragg光栅波分复用/空分复用混合阵列.工程实践表明,光纤光栅传感系统采用双同路布置.可提高系统下放后光纤光栅传感器的成活率.  相似文献   

2.
杨颖 《光学技术》2019,45(6):712-717,736
基于光纤光栅复用传感原理,结合F-P可调谐滤波技术,采用波分复用与空分复用相结合的方法构建光纤光栅复用传感网络,并对传感网络中的电源、可调谐滤波器、光电探测器、光开关及传感光纤光栅阵列的组成等进行分析和选择,提出了结构优化的分布式、大容量光纤光栅传感网络的组网方案。通过在光路中使用F-P标准具和参考光栅对波长值进行标定和校准,提高了传感系统的测量精度,为构建大容量、高精度、实时性强的光纤光栅传感系统提供了设计参考。分布式大容量光纤光栅传感网络在多点、多参量和大空间范围传感测量领域具有广阔的应用前景。  相似文献   

3.
针对有限光源带宽条件下光纤布拉格光栅传感网络重叠复用的解调瓶颈,提出基于峰值匹配分布式估计算法的波长解调方法,将光纤布拉格光栅传感网络重叠光谱的解调问题转化为函数优化问题,利用理论光谱与重叠光谱之间的差异构建优化模型,通过峰值匹配分布式估计算法对该优化模型进行求解得到各光纤布拉格光栅的传感值.分布式估计算法采用高斯混合模型构建描述光纤布拉格光栅传感网络的解空间概率分布,由概率模型采样产生新的种群个体,并引入峰值匹配算子消除光纤布拉格光栅峰值错配,通过反复进化最终得到最优解.采用该方法对不同规模数量的光纤布拉格光栅传感网络进行解调实验,结果表明该方法在大规模光纤布拉格光栅光谱完全重叠的情况下,平均误差可控制在10pm以内;与现有其他解调技术相比,其具有更高的解调精度,能够解决光纤布拉格光栅传感网络光谱在部分重叠甚至完全重叠情况下的波长解调问题,为提升光纤布拉格光栅传感网络复用数量提供了新的解调途径.  相似文献   

4.
讨论了光纤光栅传感系统中常用的复用技术及其限制,阐述了利用CDMA技术实现光纤布拉格光栅阵列波长解调的复用方式,对系统的原理和性能进行了理论分析。在此基础上通过MATLAB做了基于CDMA的光纤光栅传感仿真分析,仿真结果表明该方法能区分反射波长重叠的光栅,从而提高FBG网络复用的频带利用率。  相似文献   

5.
充分利用光纤光栅传感网络的频域和时域资源,综合考虑了光栅传感环境特点、传感点铺设和维护等因素,提出了一种新型的基于粗时分复用的TDM/WDM光纤传感网络设计方案。先按时分复用方式将光纤传感环境划分成不同时延的传感域,再将域内传感点按波分复用方式进行波分复用,并结合网络拓扑结构分析了网络中的影响测量结果的主要因素。方案引入了传感域和时延容差概念,可以放宽对传感点精确位置的要求,可对传感网进行分域管理,便于替换死亡的传感器,更加方便、简洁地实现大容量光纤光栅传感系统,可依据器件具体情况灵活分配传感域内域外的传感器复用数,使每个传感单元的传感成本显著降低。  相似文献   

6.
基于混沌光纤激光的准分布式布拉格传感网络   总被引:1,自引:0,他引:1  
提出了一种基于混沌光纤激光器的准分布式布拉格光纤光栅传感系统,将波长可调谐的混沌光纤激光器作为传感光源,全同弱反射布拉格光纤光栅作为传感元件。利用混沌光源具有delta函数的自相关特性,将混沌源的参考光信号与从全同弱反射布拉格光纤光栅反射的光信号经光电探测器进行光电转换,结合相关法对参考光和反射光进行相关运算,根据相关峰的位置对传感器位置进行精确定位。利用混沌激光的可调谐性实现因应力作用而发生变化的全同弱反射光纤光栅的中心波长的解调,从而实现准分布式的传感网络。实验结果表明利用混沌激光可在单路光纤上复用全同弱反射光纤光栅实现传感,并有望实现密集型全同弱反射光纤光栅传感网络。  相似文献   

7.
利用调谐滤波技术的光纤光栅复用传感器   总被引:8,自引:0,他引:8  
采用光纤光栅悬臂梁线性调谐技术 ,提出了利用调谐滤波技术对光纤光栅复用传感信号进行检测的方案 ,在分析其基本工作原理的基础上 ,实验研究了其波分复用传感特性 ,传感测量的结果与光谱分析仪直接测量的结果基本一致。传感器的波长分辨率主要取决于系统的最小可探测光功率 ,由于采用了高灵敏度的光电测量系统 ,传感测量的波长分辨率可达 0 .0 0 5nm ,应变分辨率可达 5.7× 10 - 6 。  相似文献   

8.
从土木工程应用的实际情况出发,利用光纤光栅传感器具有波长绝对编码和易于复用的特点,提出工程化同时测量温度、应变和压力的全光栅型低成本分布式传感方案。设计了基于连续波调频技术的光纤光栅多参量桥梁结构监测系统,将光频域反射复用与波分复用技术相结合,实现分布式光栅传感网络的寻址,提高了系统复用容量。实验表明:所设计的传感系统能够准确监测结构重要部位的内部应变及车流量等参数,为桥梁结构的静、动载测试提供了准确的数据,同时也为桥梁的工作状态评估和健康诊断提供了依据。  相似文献   

9.
两级解调FBG传感复用技术   总被引:2,自引:2,他引:0  
采用两级解调的方法,优化了WDM/SDM光纤光栅传感复用系统的解调规则,探索了采用双解调系统,同时对光纤光栅传感阵列进行解调以提高传感系统解调速度的方法.在系统设计中采用Petri Net理论来解决多解调系统协调运行的问题.通过构建双解调四通道的布喇格光纤光栅应变传感复用系统验证了多解调复用技术的可行性,采用排队论理论,模拟仿真了双解调系统的性能.理论分析和实验表明双解调系统的平均等待时间比传统的解调方法的平均等待时间低一个数量级.  相似文献   

10.
光纤光栅多点传感的理论与实验研究   总被引:19,自引:6,他引:13  
对光纤布拉格光栅多点传感进行了理论研究与实验研究。通过定义多点传感信号分辨因子,分析了探测器对传感信号的分辨条件,给出了多点温度与应变传感原理的数学表达式,并探讨了由光源带宽决定的系统实际复用能力。设计并实现了具有一定特色的光纤布拉格光栅多点传感网络系统,利用该系统对温度、位移进行了双路、多点传感实验分析与理论验证,实验结果与多点传感理论分析相符合。  相似文献   

11.
利用成像光谱技术的光纤光栅多传感器复用   总被引:10,自引:3,他引:7  
陈伟民  江毅 《光学学报》1998,18(8):119-1123
根据光纤光栅多传感器复用时信号的光谱特征,提出了采用成像光谱技术对复用信号进行解调的方案。在分析了成像光谱复用方案原理、推导了其测量分辨率及复用能力等主要性能指标的基础上,给出了验证实验系统及相应实验的结果。  相似文献   

12.
The authors implemented a tunable linear cavity Erbium-doped fiber (EDF) laser for the interrogation of multiplexed fiber Bragg grating sensors (BGS). A high-strength single-pulse draw-tower fiber Bragg grating (FBG) was used as the mechanically tunable element enabling the rapid wavelength sweeping of the laser center wavelength. A simple algorithm to process the noisy acquired data and identify the peak of the BGS spectra was employed. For the first time, this type of configuration was used to reliably interrogate at least three fiber Bragg grating sensors with a standard wavelength spacing between the Bragg wavelengths of 3 nm, without risk of breaking the stretched fiber, using an FBG with a simple PZT driven mount as the tuning elements.  相似文献   

13.
We propose a demodulation technique for a multiplexed fiber Fizeau interferometer (FFI) and fiber Bragg grating (FBG) sensor system using the discrete wavelet transform with signal processing enhancements. This simple and flexible demodulation technique determines the cavity length of FFI and the Bragg wavelength of FBG simultaneously and is especially suited for quasi-static measurements. We demonstrate this demodulation technique by performing some strain measurements, and a strain resolution of 1.0 microepsilon and an accuracy of 2.6 microepsilon are obtained. The maximum cross-talk of the sensor system is 6% of the applied strains.  相似文献   

14.
面向地壳形变观测的超高分辨率光纤应变传感系统   总被引:2,自引:0,他引:2       下载免费PDF全文
何祖源  刘庆文  陈嘉庚 《物理学报》2017,66(7):74208-074208
高分辨率光纤应变传感系统是地球物理学中地壳微弱形变观测的有力工具.相比于传统的地壳应变观测技术,光纤应变传感器具有测量分辨率高、抗干扰能力强、尺寸小、可复用、易于安装布设等特性,在建立新型地壳形变监测网络中具有很大的应用潜力.本文围绕面向地壳形变观测的纳应变级分辨率光纤应变传感器技术,阐述了应变传感原理与实现超高测量分辨率的机理,并详细介绍了扫频探测、Pound-Drever-Hall解调技术、边带探测、双回路锁定传感、传感器时分复用等技术及相应的传感器系统实现方案,最后,给出了超高分辨率光纤传感器在现场观测的实验结果与分析.  相似文献   

15.
分时复用光纤光栅振动传感器阵列   总被引:1,自引:0,他引:1  
江毅  黄俊斌 《光子学报》2008,37(1):73-76
结合基于3×3耦合器的光纤Mach-Zehnder干涉仪和可调谐光纤Fabry-Perot滤波器(Fiber-Fabry-Perot,FFP),提出了一种分时复用光纤光栅振动传感器的技术.用FFP对串联在一根光纤上的光纤光栅的波长进行轮流扫描,让光栅的反射光按波长顺序依次通过FFP.而对于每一光纤光栅上外加的振动信号,用光纤Mach-Zehnder干涉仪进行测量.实际测量结果显示,FFP结合Mach-Zehnder能够对每一只光栅上的振动信号进行分时测量.  相似文献   

16.
Fiber Bragg grating as an optical filter tuned by a magnetic field   总被引:7,自引:0,他引:7  
We describe a novel tunable optical filter for use in optical-frequency-domain multiplexed communication systems. The shift in the Bragg condition of a fiber Bragg grating as a result of magnetically induced circular birefringence is calculated with coupled-mode theory on the basis of circular states of polarization, and the values obtained for silica and terbium-doped optical fibers are compared.  相似文献   

17.
Qing Ye  Feng Liu  Ronghui Qu  Zujie Fang 《Optik》2007,118(12):579-583
The dispersion compensation effect of the chirped fiber grating (CFG) is analyzed theoretically, and analytic expressions are derived for composite second-order (CSO) distortion in analog modulated sub-carrier multiplexed (AM-SCM) cable television (CATV) systems with externally and directly modulated transmitters. Simulations are given for the two kinds of modulations and for standard single mode fiber and non-zero dispersion shift fiber (NZDSF) systems. The results show that CFG could be used as a dispersion compensator in directly modulated systems, but its dispersion coefficient should be adjusted much more precisely than the externally modulated system. The requirements for the NZDSF system could be loosened much. It is proposed that directly modulated source may be used as a transmitter in CATV systems combined with tunable CFG dispersion compensator being adjusted precisely, which may be more cost-effective than externally modulation technology.  相似文献   

18.
Liu WF  Liu IM  Chung LW  Huang DW  Yang CC 《Optics letters》2000,25(18):1319-1321
Coupling between copropagating core and cladding modes was implemented by acoustic generation of lateral vibration of an etched fiber. When these coupling processes were combined with counterpropagating coupling of a core mode and a cladding mode and the Bragg reflection of a fiber grating, switching of reflection wavelength between the Bragg wavelength and cladding-mode coupling wavelengths was achieved. We report the implementation of such acoustically induced switching behaviors and explain their operation principles. The implemented results can be used for wavelength-division multiplexed add-drop filtering.  相似文献   

19.
Wong AC  Childs PA  Peng GD 《Optics letters》2007,32(13):1887-1889
We propose a new multiplexing technique using amplitude-modulated chirped fiber Bragg gratings that have an identical center Bragg wavelength. Each grating is inscribed with a unique amplitude modulation that allows them to be multiplexed with complete overlapping within a certain bandwidth. To demodulate the multiplexed signal, the discrete wavelet transform is employed. Concurrently, a wavelet denoising technique is used to reduce the noise. This proposed multiplexing technique has been verified through strain measurements. Experimental results showed that for strains applied up to 1250 microepsilon the absolute error and cross-talk are within +/-20 microepsilon and 16 microepsilon, respectively. A strain resolution of 4 microepsilon is obtained.  相似文献   

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