全光纤干涉振动信号测试系统的硬件解调系统的研究.pdfVIP

第26卷 第7期 传 感 技 术 学 报 Vo1．26 No．7 2013年 7月 CHINESEJOURNALOFSENSORSANDACTUATORS Ju1．2013 Research ofSignalHardwareDemodulatingTechniqueinFiber InterferometerVibration M easurement LUShun，LOULifeng，WANGChao (FudanUniversity，DepartmentofMaterialScience，Shanghai200433，China) Abstract：A hardware—basedphasedemodulationsystem appliedinallfiberinterferometervibrationsensingsystem isproposed．The demodulation principleoftheallfiberinterferometervibration sensingsystem isintroducedand analyzed；thedirectcurrentcomponenteliminatedfrom thesignalduetotheprocessofphoto—electricconversionand signalamplification isautomaticallycalculatedandcompensated．Thishardware-basedsystem coulddemodulatethe signalswithinthebandwidth accurately and effectively，thuseliminatingthequantizationnoisecausebysoftware· basedemodulation． Keywords：fiberintefferometer；phasedifference；hardwaredemodulating EEACC：7230 doi：10．3969／j．issn．1004—1699．2013．07．006 全光纤干涉振动信号测试系统的硬件解调系统的研究术 吕 舜 ，娄莉凤 ，王 超 (复旦大学材料科学系，上海 200433) 摘 要 ：介绍了一种应用于全光纤干涉振动传感系统的硬件信号相位解调系统。文中对全光纤干涉振动传感系统的信号解 调原理进行了介绍和分析，对光电转换和放大过程中所造成的信号被消除直流分量进行了自动计算和补偿；设计并实现了解 调光纤传感信号的硬件系统，经过测试硬件信号相位还原系统可以准确有效地还原出设计带宽内的信号，有效地消除了软件 还原方法中由于引入量化噪声等导致对信号还原精度的影响。 关键词 ：光纤传感；信号处理；硬件解调 中图分类号：TP212．14 文献标识码：A 文章编号：1004—1699(2013)07—0932—04 近年来，各种光纤传感技术得到了广泛的应用， 处理系统作数据分析，以消除量化误差对还原出的 其中分布式全光纤干涉传感技术 是最有发展前 相位信号的影响，同时也降低了对采集系统采样率 景的技术之一。该技术主要利用了外界扰动对光信 的要求。实验结果表明，该硬件解调系统稳定可靠， 号的相位进行调制，然后采用干涉技术将光信号的 解调出的信号能够如实地反映出外界扰动。 相位变化转 为光强变化，进 而采用合成外差算 1 全光纤振动测试系统组成 法 J，或者配合 DSP芯片在光纤传感器测量系统中 实现实时数据处理 。 图1是全光纤干涉传感系统的结构 。激光由光 信号处理时，需要对信号作进一步解调，才能如 源发出，经过环形器后，送入 由3X3耦合器和延时 实反映外界的扰动信号l10-15]。目前的