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分布式光纤振动传感器系统软件设计及实现

作　者: 魏良斌
导　师: 刘德明
学　校: 华中科技大学
专　业: 光电信息工程
关键词: 分布式光纤传感器光纤干涉仪相位调制数据采集信号处理 LabVIEW
分类号: TP311.52
类　型: 硕士论文
年　份: 2007年
下　载: 301次
引　用: 2次
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内容摘要

光纤传感技术是上世纪70年代末随光纤和光纤通信技术的发展而迅速发展起来的一门新兴技术,代表了新一代传感技术的发展方向。随着现今军事、工业、民用等领域测量和自动控制系统的飞速发展,作为系统不可缺或的传感技术得到了越来越广泛的应用。它具有灵敏度高、动态范围大、工作频带宽、可集成、不受电磁干扰等突出优点和传统电子传感技术无法比拟的优势。在基于光强度、相位、频率、偏振态等多种形式调制的光纤传感技术中,相位调制型具有最高的灵敏度。分布式光纤传感实现了测量无“盲区”,从根本上突破了传统的单点测量限制,集传感与传输于一体,可实现远距离、大范围测量和监控,可实时、动态地获得被测量沿光纤在空间和时间上变化的信息。相位调制型分布式光纤振动传感器可实现连续高精度测量与定位,具有广阔的应用前景。本文从理论和实验两方面对相位调制型分布式光纤振动传感器做了一些研究和探讨,并在此基础上利用软件实现了对信号的处理及系统相关操作功能。主要内容包括:(1)分析介绍了光纤传感技术国内外发展现状和趋势;(2)分析比较了各种分布式光纤传感技术的原理及特点;(3)设计并介绍了基于马赫-泽德干涉原理的分布式光纤振动传感器系统;(4)介绍了系统数据采集原理并设计了基于LabVIEW数据采集模块;(5)设计并实现了基于LabVIEW软件技术的相位解调方法;(6)根据实际应用需要,采用LabVIEW软件设计编写了系统相关功能界操作界面;(7)通过对具体系统功能实现和运行效果的分析,对全文进行了总结和展望。最后得出结论:可通过软件方法实现对相位调制型分布式光纤传感器信号的恢复、分析和目标定位,达到了系统要求。

全文目录

摘要  4-5
Abstract  5-9
1 绪论  9-15
  1.1 选题背景及其意义  9-10
  1.2 分布式光纤传感器的发展概况  10-11
  1.3 国内外发展状况  11-14
  1.4 本文的主要任务  14-15
2 分布式光纤传感器研究  15-27
  2.1 分布式光纤传感器原理及特点  15-16
  2.2 分布式光纤传感器分类及其几种常见类型  16-26
  2.3 本章小节  26-27
3 基于马赫-泽德干涉原理的分布式光纤振动传感器系统  27-32
  3.1 马赫-泽德分布式光纤振动传感器基本原理  27-28
  3.2 系统整体功能介绍与设计  28-29
  3.3 系统各功能模块简介  29-31
  3.4 本章小节  31-32
4 分布式光纤振动传感器系统数据采集设计与实现  32-43
  4.1 数据采集卡及系统采集模块介绍  32-34
  4.2 基于LabVIEW 的数据采集模块设计  34-42
  4.3 本章小节  42-43
5 分布式光纤振动传感器系统数据分析处理与实现  43-60
  5.1 光纤相位调制原理  43-49
  5.2 光纤相位解调原理  49-56
  5.3 基于LabVIEW 技术相位解调的实现  56-58
  5.4 本章小节  58-60
6 分布式光纤振动传感器系统功能模块设计与实现  60-72
  6.1 系统参数设置  60-61
  6.2 信号采集设置  61-63
  6.3 系统功能模块设计与实现  63-69
  6.4 测试运行结果  69-71
  6.5 本章小节  71-72
7 全文总结与展望  72-75
  7.1 全文总结  72-73
  7.2 对今后工作的展望  73-75
致谢  75-76
参考文献  76-78

分布式光纤振动传感器系统软件设计及实现

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