导读:本文包含了光纤光栅传感系统论文开题报告文献综述及选题提纲参考文献，主要关键词:光纤光栅,微形变调制,千分尺螺杆,相移控制
光纤光栅传感系统论文文献综述
王景芝,刘智超[1]（2019）在《一种可重构型相移光纤光栅传感系统》一文中研究指出为了实现对相移型光纤光栅传感器回波光谱中相移幅度、位置的精确控制,提出了一种利用机械微应变控制相移光纤光栅传感器的方法。该方法采用千分尺螺杆、应变梁、相移型光纤光栅、解调仪等组成。通过千分尺螺杆完成微应变控制,由梁将应变传递给PSFBG,从而使回波光谱变化,最终,构建光谱偏移量与微位移Δy的函数模型。通过应力加载实验,结果显示拉伸与压缩可以使PSFBG产生正相移和负相移,相移拟合曲线是线性的,综合拟合斜率为0.9914。该系统可通过梁弯曲微应变实现对相移的连续调谐,相移的大小可通过改变负载位移实现线性控制。该方法简单、精度高、控制范围大且无源,具有一定的应用价值。(本文来源于《激光与红外》期刊2019年06期）
付雪松[2]（2019）在《基于无线传输的光纤光栅传感系统技术研究》一文中研究指出光纤光栅传感器是目前使用非常广泛的一种传感器,在桥梁建筑、航空工业、石油勘测等领域使用都较为广泛。光纤光栅传感器主体是光纤,光纤相较于传统传感器,不仅抗腐蚀抗干扰,而且成本低廉。所以光纤光栅传感器目前有非常好的市场前景,解调系统的开发也具有相当不错的经济意义和社会意义。本论文从光纤光栅传感入手,结合嵌入式和物联网技术,完成从捕获光纤光栅中心反射波长数据,到处理和存储数据,再到共享数据到云端并显示在安卓手机客户端整个过程,设计了一套从传感前端到显示后端的光纤光栅解调系统。整个解调系统的传感前端采用的是可调谐的F-P腔滤波解调法,然后用基于STM32和uCOS-Ⅲ的嵌入式硬件系统对前端解调的数据进行捕获、处理、存储和共享。嵌入式开发板的主芯片采用STM32F407ZGT6,是一款32位的ARM架构的处理器。另外数据共享需要通过Wi-Fi模块ESP8266。ESP8266搭载在STM32的开发板上,首先需要对其进行硬件驱动,使用AT指令对其连接Wi-Fi、接入OneNET云平台等功能进行设置。传输数据是通过EDP协议打包数据发送到OneNET云平台上的对应虚拟通信设备数据流。这部分对ESP8266调试设置的代码需要封装在uCOS-Ⅲ嵌入式系统的任务中。最后基于Android开发移动客户端,该客户端可以从OneNET云平台对应数据流上获取数据,客户端上提供一个界面直接显示获取到的数据,客户端上还有一个界面将数据加工后以折线图的形式呈现。在安卓移动客户端上,可以形象地查看显示前端光纤光栅传感的物理量变化,从而实现对传感器的远程监控。该光纤光栅解调系统工作全程完全不依靠电脑,便可实现对光纤光栅传感器的数据进行采集、存储、处理和显示。通过对软件系统的多次调试和测试后,验证解调系统各项功能运行无误且稳定。而且解调系统采用模块化的设计,可分为前端传感模块,后端里的数据处理模块和移动端的数据显示模块,整体结构分明,操作方便,而且成本低廉,可适用场景也颇为丰富。(本文来源于《南昌航空大学》期刊2019-06-01）
汪梦瑶[3]（2019）在《基于光时域反射的准分布式光纤光栅甲烷传感系统的关键技术研究》一文中研究指出在我国工业化进程中,光纤气体检测传感是工业安全工作中极为重要的课题。其中,煤矿行业是我国工业发展非常重要的行业,因此用于煤矿的光纤甲烷气体传感器的研究更是重中之重,对我国安全监测工作具有非常重要的意义。目前,市面上的光纤甲烷气体传感器大多是结构复杂,体积笨重,价格昂贵且不能实现分布式测量,很难集成到系统应用在工业安全中。因此,研究出一种易集成、结构简单、高精度的准分布式甲烷气体传感器具有非常重要的实际意义。本文所讲述的准分布式光纤甲烷传感系统是以光时域反射原理和时分复用技术结合在一起的准分布式光纤甲烷传感系统。该系统通过时分复用技术用一条光纤串联多组气室与啁啾光栅作为系统的传感模块,经光环形器将从传感模块反射回来的信号传输到系统的探测采集模块,然后采集分析返回的信号,可以测量甲烷气体的浓度,并且由于光时域反射原理,从采集的信号可以对煤矿中甲烷气体定位。除此之外,由于啁啾光栅的宽带宽特性和甲烷光谱的特性,可以通过改变温度来改变激光器输出波长,根据高斯牛顿迭代法模拟甲烷气体的吸收光谱,实现甲烷气体吸收光谱下的浓度解调,提高了系统对浓度解调的精确度。本系统结构简单,成本低廉,且能够实现高精度的准分布式甲烷检测。本文根据准分布式光纤甲烷传感系统,对甲烷浓度的解调方法和系统性能进行详细的研究,论文的内容如下:1.阐述了准分布式甲烷检测系统的基本原理。首先介绍了光谱吸收的基本理论,解释了特定气体吸收特定波长的原因,定量分析了光通过待测气体前后的比例关系,并且确定了甲烷气体吸收光谱的线强和线型函数。通过介绍时分复用技术、光时域反射原理以及啁啾光栅检测原理,提出了可以准分布式测量的时分复用系统结构。2.研究并搭建了准分布式甲烷检测系统的结构和结构中器件的选型标准,阐述了系统的工作过程。系统主要分为四个模块,光源模块、调制模块、传感模块和探测采集模块。光源模块发出的光经过调制模块调制成脉冲光,经环形器进入传感模块,从传感模块返回的信号经环形器传输到探测采集模块。3.提出了准分布式甲烷检测在单波长下和多波长下的甲烷浓度解调方法。在单一波长下,采集出的信号是与光强相对应的幅度值。将Lambert-Beer定律公式变换成浓度—光强比值取对一次函数,并根据一元线性回归分析法模拟出最佳回归系数,进而解调甲烷浓度。在多波长情况下,通过高斯牛顿迭代法模拟甲烷在1653.7nm附近的吸收光谱,将测量出的不同波长下浓度—光强比值取对点迭加在一个模拟吸收光谱上,并对该光谱进行积分和峰值运算解调出甲烷浓度。4.阐述了准分布式甲烷检测系统平台的实验环境,并在此环境下定性定量分析系统的各项性能指标,验证系统的实用性。通过检测系统光纤链路中的损耗证明系统在光路中的损耗符合应用要求;然后,通过累加平均算法去除白噪声;最后,通过重复性实验证明准分布式系统具有良好的重复性和稳定性,适合长时间监测甲烷浓度的应用场景。(本文来源于《山东大学》期刊2019-05-25）
冯宇辰[4]（2019）在《长距离光纤光栅传感系统解调方案研究》一文中研究指出自21世纪以来,物联网技术作为推动智能社会进步的重要支柱力量,已经取得了长足的发展,其中尤以支撑物联网感知的传感器技术发展最为迅速。目前已出现了许多新型的传感器,其中作为典型代表的光纤光栅传感器,因具备电磁干扰小,自身体积小,且在高温、高腐蚀条件下稳定可靠等优秀性能受到广泛的关注并在电网等核心机构进行了大规模试点应用。随着电网规模的不断增大,长距离线路监测需求陆续出现,但是由于长距离环境下光纤损耗大、光源功率小、噪声干扰等问题的限制,在长距离传输条件下光纤光栅传感系统的应用陷入了瓶颈。研究适用于长距离传输环境下的光纤光栅解调技术是促进光纤光栅传感系统进一步工程应用的关键,具有重要价值。本文展开了针对长距离光纤光栅传感系统解调方案的研究,该方案提高了系统的传输距离并有效的排除了噪声干扰,实现了对100 km外光纤光栅反射信号的监测。主要研究内容如下:1.针对当前五种主流光纤光栅解调方案开展研究,并根据在长距离工程条件下可能存在的问题,进一步分析各解调方案优缺点,优选出两种解调方案作为长距离解调原型方案。2.设计了两种长距离光纤光栅解调方案。两种方案均利用了Raman放大器增加输入光功率,利用声光调制器减小输入光功率的平均功率,在提高光传输距离的同时有效抑制了噪声干扰。进一步讨论了两种方案的性能优劣,优选出一套方案作为终选方案。3.设计了基于LabVIEW语言以及MYSQL数据库的长距离光纤光栅解调仪软件。按照长距离解调的要求完成了需求分析,系统设计,功能开发,以及软件测试四个方面内容。(本文来源于《北京邮电大学》期刊2019-05-07）
潘宗春[5]（2019）在《光纤光栅传感网络下气井参数测控系统设计》一文中研究指出在油气生产过程中,大量使用了压力、温度传感器,与这些常规传感器相比,光纤光栅传感器具有抗电磁干扰能力强、耐腐蚀性好、体积小、一次安装永久性测量、可实现分布式测量等优点,光纤光栅传感器成为一种新兴技术特别适用于石油生产过程。并且使用复用技术构成光纤光栅传感网络,可以同时实现井层温度、压力的多点实时测量,为解决石油生产过程中的井下传感技术屏障具有一定的实际意义。本文以光纤光栅的应用为背景,从光纤光栅的基本理论和性质出发,主要对光纤光栅传感技术的特点、应用发展进行了相应的阐述,论证了光纤光栅传感系统研究的重要意义。详细阐述了基于反射式光纤光栅传感技术的基本原理,给出目前针对其测量过程中温度、压力交叉敏感性问题所采取的解决方法,对传感网络中的几种复用技术和几种常用的光纤光栅传感解调技术进行介绍,分析对比了叁种解调方法的优缺点,总结出了光纤光栅传感技术在油气生产过程中将会发挥越来越大的作用。另外在油气生产中,随着当前互联网技术的发展,结合光纤光栅传感技术、自动控制技术,为实现远程监测和控制,同时为提高气举采油的采收率和降低生产成本,需要对井口注气流量进行控制,本文设计了以STM32微控制器为控制核心的气体流量控制系统。文中详细介绍了流量控制的原理与特性,对系统中的核心电路进行了设计和全面的介绍分析。通过使用增量式PID的控制方法来控制电动阀的开度,以达到控制流量的目的,并通过具体实验数据的分析说明流量控制的可行性。微控制器通过AT指令驱动ESP8266 WIFI模块,使单口井监控终端与上位机之间形成局域网络,实现终端与上位机的通信。使用VS软件和C#语言进行上位机软件的编写,对系统的网络通信进行了设计。通过数据库的使用,对测量的一些参数的数据进行存储,对数据处理,按照时间先后生成生产报表。通过选择上位机中的曲线绘制,可对指定的参数的信息进行曲线显示,可以更加直观的分析其一段时间内的变化趋势。文中分析了光纤光栅传感技术在油气生产中的应用情况,结合气举采油技术,设计了基于井下光纤光栅传感技术和井口气体流量控制技术的测控网络,旨在监测气举采油的详细生产过程参数,为推动气举采油提供技术参考。(本文来源于《长江大学》期刊2019-05-01）
杜洋[6]（2019）在《Bragg光纤光栅传感及解调系统关键技术研究》一文中研究指出Bragg光纤光栅是一种准分布式光纤传感器,具有测量精度高、便于组网、抗干扰能力强、可塑性好等优点,在航空航天、土木工程、结构监测等领域具有广阔的应用前景。本文从实际应用出发,围绕Bragg光纤光栅传感及解调系统的关键技术展开研究,主要工作内容如下:首先,针对常用Bragg光纤光栅传感器灵敏度不高且存在温度-应变交叉敏感现象的问题,在研究了基片结构对基片式封装传感器性能影响、采用双光栅的形式去除温度干扰方案可行性以及不同封装结构和封装材料对温度传感器温敏特性影响的基础上,设计制作了具有双光栅结构的基片式应变传感器和稳定型金属管式温度传感器,仿真和实验结果证明,设计制作的传感器灵敏度高且能够消除温度-应变交叉敏感问题带来的影响。其次,为实现对工程应用中的高频动态信号与缓变信号分别进行高精度解调,设计了基于3×3耦合器M-Z干涉解调法解调系统和基于可调谐F-P滤波解调法解调系统的搭建方案。在干涉解调系统的设计搭建过程中,针对传统的干涉法复用能力有限的现象,提出一种新型的复用结构,通过波分复用器将来自不同光栅的反射光区分开来,从而增加测量点数。另外,针对传统干涉解调静态漂移严重的现象提出采用动态偏差校正的方式减小系统的静态漂移,都达到了预期目的。在基于可调谐F-P滤波解调法的解调系统设计过程中,针对可调谐F-P滤波器的非线性和漂移特性,提出一种新型的标定方法,提高了系统的解调精度。最后,由系统测试结果可知,基于3×3耦合器M-Z干涉解调法的解调系统能够实现对22Hz~2kHz的动态信号进行解调,最大误差小于4pm,动态漂移小于17pm,适用于解调大型复杂系统中的高频动态信号。基于可调谐F-P滤波解调法的解调系统解调的平均误差小于2pm,最大误差小于4pm,静态漂移小于4pm,适用于对缓变信号进行高精度解调。(本文来源于《长春理工大学》期刊2019-03-01）
胡新宇,杨万猛,罗彬彬,赵明富,叶露[7]（2018）在《基于极大倾角光纤光栅的龙门架低频振动传感系统的性能研究》一文中研究指出提出了一种光强解调型极大倾角光纤光栅(Excessively Tilted Fiber Grating,ExTFG)的龙门架低频振动传感器。首先分析Ex-TFG振动传感的基本原理和传感特性,实验分析Ex-TFG的偏振相关谐振峰的损耗强度与横向压力的关系;然后通过弹性膜片将PZT的振动信号转换为对传感器的横向压力;再通过光电探测模块把光信号转化为电信号;并且对输出信号进行FFT变换分析。实验结果表明,所设计的传感系统对正弦信号频率响应时间为0.045s,检测范围为1~10Hz,平均误差为0.085Hz,最大误差率为1.4%,幅度响应的线性度为96.46%,传感性能良好,其FFT变换主频分量占80%以上,对低频振动信号的传感与检测具有一定的指导意义。(本文来源于《半导体光电》期刊2018年05期）
娄辛灿,郝凤欢,何少灵,李博[8]（2018）在《一种应用于海洋温度剖面测量的光纤光栅阵列传感系统》一文中研究指出提出了一种应用于海洋温剖测量的光纤光栅阵列传感系统,采用波长扫描与时分复用相结合,通过对波长扫描光信号的脉冲调制,进而对光纤光栅温度传感器的精确解调,实现对海洋温度剖面的测量;实验搭建了光纤光栅阵列波长传感系统,验证了光纤光栅温度传感系统的波长解调能力,验证了其在极端温度下能正常工作,并测试了其温度测量精度,达到0.3℃,适合高空间分辨率的温度剖面测测量。(本文来源于《2018年鲁浙苏黑四省声学技术学术交流会论文集》期刊2018-09-20）
李顺鑫[9]（2018）在《基于光纤光栅传感技术的油气管道滑坡灾害监测系统设计》一文中研究指出随着我国油气管道工业的蓬勃发展,越来越多的油气管道铺设不得不经过地质灾害区域。而滑坡灾害作为地质灾害的主要发生灾害,对油气管道的安全威胁相当巨大。本文主要针对油气管道滑坡灾害,设计了基于光纤光栅传感技术的油气管道滑坡监测系统方案。本文首先系统的叙述了滑坡形成的机制和特征,并对滑坡灾害进行分类和对油气管道的危害加以及介绍。接着又详细的阐明了光纤光栅传感技术,分析了光纤光栅监测的基本原理,研究了光纤光栅应变传感模型和其温度补偿技术。其次本文选取基于应变失效判据为判断准则,运用ABAQUS有限元软件分析了油气管道在滑坡作用下的应变情况,以此为依据选取了油气管道应变的主要监测点,随后又较为细致的设计滑坡表部位移监测模型和滑坡深部位移监测模型。接着对油气管道滑坡灾害提出预警方法,分析了滑坡灾害运动的各个发育阶段,以此为根据总结出了滑坡发育阶段识别方法,并结合油气管道应变承受风险,二者结合建立了预警矩阵,确立了灾害预警尺度,构建了油气管道滑坡灾害预警体系。最后根据上述监测内容,系统叙述了整个监测方案,确定了实际监测目标,设计了油气管道滑坡灾害监测平台,并通过已有的现场数据验证了平台的实效性。(本文来源于《西南石油大学》期刊2018-06-01）
李进[10]（2018）在《基于复用技术的光纤光栅传感解调系统的研究》一文中研究指出紧密围绕智能电网在线监测的实际需要,以高性能光纤传感技术为核心,突破强电磁场与恶劣环境下光纤传感应用的相关共性关键技术,研究开发面向智能电网在线监测应用的新型光纤光栅温度传感器和大容量、高精度解调仪表,采用波分和空分相结合的混合复用技术,形成分布式光纤Bragg光栅传感解调系统。具体研究内容如下:(1)研究光纤光栅传感特性。本文在分析了国内外光纤光栅传感技术发展的基础上,详细阐述了光纤光栅温度及应变传感原理,并且讨论了光纤光栅传感中所涉及到的温度-应变交叉敏感问题,为封装和解调技术的研究提供了理论依据。(2)采用陶瓷封装技术应用于光纤光栅温度传感器。针对光纤光栅传感过程中存在的温度-应变交叉敏感问题,对光纤光栅传感器采取了陶瓷封装方式,使Bragg波长只受温度变化的影响,提高了对温度测量的灵敏度。实验证明,经过陶瓷封装后的光纤光栅传感器测温精度在±0.5℃以内。(3)选取波分、空分混合复用技术组建分布式传感网络,实现对智能电网高压电气设备的大容量分布式温度在线测量。单通道最大测量传感器点数为20,最大监测点数为640点(可以扩展到2560点),可以满足完整数字化电网的温度在线监测的应用要求。(4)确立将F-P滤波解调法作为系统的解调方法。在分析对比几种常用的解调方法优缺点的基础上,出于实用性和可行性考虑,最终采用了可调谐F-P滤波解调法。鉴此,首先介绍了系统中涉及到的主要光学器件的选型,然后基于FPGA核心控制器搭建完成硬件电路。(5)提出K-L变换算法应用于智能电网FBG解调系统。为了解决传统去噪方法的不足,将K-L变换应用在光纤Bragg光栅解调系统中,对单个或多个FBG传感器都能完整的将信号和噪声分离出来,取得了良好的去噪效果,使得系统解调分辨率达到1pm。(6)设计完成基于Lab VIEW平台的在线监测软件,实现对整个FBG传感网络的实时在线监控,并借此平台验证了FBG传感解调系统的性能指标。实验结果表明,系统解调精度在±5pm以内,满足预设指标要求,符合实际工程应用需求。(本文来源于《长春工业大学》期刊2018-06-01）
光纤光栅传感系统论文开题报告
（1）论文研究背景及目的
此处内容要求：
首先简单简介论文所研究问题的基本概念和背景，再而简单明了地指出论文所要研究解决的具体问题，并提出你的论文准备的观点或解决方法。
写法范例：
光纤光栅传感器是目前使用非常广泛的一种传感器,在桥梁建筑、航空工业、石油勘测等领域使用都较为广泛。光纤光栅传感器主体是光纤,光纤相较于传统传感器,不仅抗腐蚀抗干扰,而且成本低廉。所以光纤光栅传感器目前有非常好的市场前景,解调系统的开发也具有相当不错的经济意义和社会意义。本论文从光纤光栅传感入手,结合嵌入式和物联网技术,完成从捕获光纤光栅中心反射波长数据,到处理和存储数据,再到共享数据到云端并显示在安卓手机客户端整个过程,设计了一套从传感前端到显示后端的光纤光栅解调系统。整个解调系统的传感前端采用的是可调谐的F-P腔滤波解调法,然后用基于STM32和uCOS-Ⅲ的嵌入式硬件系统对前端解调的数据进行捕获、处理、存储和共享。嵌入式开发板的主芯片采用STM32F407ZGT6,是一款32位的ARM架构的处理器。另外数据共享需要通过Wi-Fi模块ESP8266。ESP8266搭载在STM32的开发板上,首先需要对其进行硬件驱动,使用AT指令对其连接Wi-Fi、接入OneNET云平台等功能进行设置。传输数据是通过EDP协议打包数据发送到OneNET云平台上的对应虚拟通信设备数据流。这部分对ESP8266调试设置的代码需要封装在uCOS-Ⅲ嵌入式系统的任务中。最后基于Android开发移动客户端,该客户端可以从OneNET云平台对应数据流上获取数据,客户端上提供一个界面直接显示获取到的数据,客户端上还有一个界面将数据加工后以折线图的形式呈现。在安卓移动客户端上,可以形象地查看显示前端光纤光栅传感的物理量变化,从而实现对传感器的远程监控。该光纤光栅解调系统工作全程完全不依靠电脑,便可实现对光纤光栅传感器的数据进行采集、存储、处理和显示。通过对软件系统的多次调试和测试后,验证解调系统各项功能运行无误且稳定。而且解调系统采用模块化的设计,可分为前端传感模块,后端里的数据处理模块和移动端的数据显示模块,整体结构分明,操作方便,而且成本低廉,可适用场景也颇为丰富。
（2）本文研究方法
调查法：该方法是有目的、有系统的搜集有关研究对象的具体信息。
观察法：用自己的感官和辅助工具直接观察研究对象从而得到有关信息。
实验法：通过主支变革、控制研究对象来发现与确认事物间的因果关系。
文献研究法：通过调查文献来获得资料，从而全面的、正确的了解掌握研究方法。
实证研究法：依据现有的科学理论和实践的需要提出设计。
定性分析法：对研究对象进行“质”的方面的研究，这个方法需要计算的数据较少。
定量分析法：通过具体的数字，使人们对研究对象的认识进一步精确化。
跨学科研究法：运用多学科的理论、方法和成果从整体上对某一课题进行研究。
功能分析法：这是社会科学用来分析社会现象的一种方法，从某一功能出发研究多个方面的影响。
模拟法：通过创设一个与原型相似的模型来间接研究原型某种特性的一种形容方法。
光纤光栅传感系统论文参考文献
[1].王景芝,刘智超.一种可重构型相移光纤光栅传感系统[J].激光与红外.2019
[2].付雪松.基于无线传输的光纤光栅传感系统技术研究[D].南昌航空大学.2019
[3].汪梦瑶.基于光时域反射的准分布式光纤光栅甲烷传感系统的关键技术研究[D].山东大学.2019
[4].冯宇辰.长距离光纤光栅传感系统解调方案研究[D].北京邮电大学.2019
[5].潘宗春.光纤光栅传感网络下气井参数测控系统设计[D].长江大学.2019
[6].杜洋.Bragg光纤光栅传感及解调系统关键技术研究[D].长春理工大学.2019
[7].胡新宇,杨万猛,罗彬彬,赵明富,叶露.基于极大倾角光纤光栅的龙门架低频振动传感系统的性能研究[J].半导体光电.2018
[8].娄辛灿,郝凤欢,何少灵,李博.一种应用于海洋温度剖面测量的光纤光栅阵列传感系统[C].2018年鲁浙苏黑四省声学技术学术交流会论文集.2018
[9].李顺鑫.基于光纤光栅传感技术的油气管道滑坡灾害监测系统设计[D].西南石油大学.2018
[10].李进.基于复用技术的光纤光栅传感解调系统的研究[D].长春工业大学.2018