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光纤传感空分复用下多点温度与应力的监测显示

作者:时间:2013-03-05来源:网络收藏

将相关解调计算得到的fF-P带入式(5),得到方程的解为:
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在实际解调过程中,可取测量得到的原始FBG光谱峰值附近一定范围的光谱数据做上述运算,得到分离后FBG的新光谱并进行高斯拟合,即可得到精确的FBG的中心波长位置。故该串联复用能实现双参数解调。

2 解调研究
2.1 FBG与F-P腔传感串联复用进行的解调
分析FBG与F-P腔传感串联复用可知,能同时实现对温度和应变的高精度测量。通过对该串联复用系统进行,能实现对多监测点的双参数测量。以可调谐窄带激光F-P腔做光源,可使各分路的光功率提高,提高系统的信噪比,解调范围可控制。为此构建一个能同时测量温度和应变,并且能大幅度提高精确度的系统。对该空分复用系统各路光纤进行解调设计的原理如图2所示。

本文引用地址:http://www.eepw.com.cn/article/159493.htm

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首先用控制多路选择开关,选择具体的某路光纤。进入到光电探测器中,将光信号转换为模拟电信号并用A/D转换为数字信号。采集完数据并存储于存储器中,再进行下一路光纤数据的采集,如此循环,在一给定的时序内完成所有光路的数据采集,并将数据用数组存储。最终通过对进行配置与编程,实现对存储器的读写转换,用RS 232数据线通过串口通信连接到计算机中进行处理,实现对温度/应力的显示。FPGA的I/O端口可扩展为多路开关和A/D转换,进一步能实现对更多路的监测解调。
2.2 数值界面监控显示
2.2.1 软核配置与数据采集
以FPGA开发板EP2C8Q208为硬件平台,在QuartusⅡ11.0的SOPC Builder里,设计NiosⅡ软核处理器及功能模块。直接调用Altera提供的IP核,功能模块IP核经配置后,即可加入到系统中。此处添加的模块有CPU,SDRAM,FLASH,PIO,SPI,M4KRAM,UART,DS等。其连接图如图3所示。

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PIO模块主要用来实现A/D的配置和控制;RAM为缓冲存储块,设置为双端口RAM,一个端口写,另一个端口读;DS时钟模块进行时序控制;SDRAM随机存储器;FLASH程序下载固化时用;NiosⅡ软件编程控制模块,通过各模块的配置以及NiosⅡ的程序来寻址IP核,完成数据的采集;以RS 232串口线完成FPGA与PC的连接,并由UART与编写的串口实现通信。
2.2.2 数据串口通信
主要是将NiosⅡIDE main()里的数组寻址RAM模块读来的数据,传送到串口接收窗口中,以NiosⅡ软核处理器中的UART(RS 232)实现数据与PC通信。此处需在PC上用VB编写一个串口通信端口来接收RAM里的数据。注意UART与VB接收端口的波特率必须一致,否则不能成功通信。以下为VB处理代码:
(1)VB串口端口通信,由mscomm控件来完成通信,其初始化为:
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(3)TxtReceive接收文本的数据,每过5 s刷新数据,并继续接收由FPGA采集传来的数据。由timer控件处理,其属性Enabled为True,Interval为5 000,timer()事件为Form1.Text1.Text=串口调试软件.TxtReceive.Text。确保引用接收到的数据是实时正确的。

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