下载文档原格式
《光纤Bragg光栅温度-应变解调仪设计》篇一光纤Bragg光栅温度-应变解调仪设计一、引言随着科技的发展和工程需求的提高，对于测量环境中的温度和应变的需求愈发迫切。
光纤Bragg光栅作为一种高灵敏度、高精度的传感器件，在多个领域如土木工程、石油化工、航空航天等都有广泛的应用。
而光纤Bragg光栅温度/应变解调仪，则是将这种传感器的信号进行准确解调的关键设备。
本文旨在设计一款高效、稳定的光纤Bragg光栅温度/应变解调仪，以满足现代工程的需求。
二、设计目标本设计的核心目标是设计一个具有高灵敏度、高分辨率和良好稳定性的光纤Bragg光栅温度/应变解调仪。
该设备应能够实时、准确地测量并记录环境中的温度和应变变化，同时具备操作简便、维护成本低的特点。
三、系统设计（一）硬件设计1. 光源模块：采用高功率、窄线宽的激光光源，以提供稳定的光源。
2. 光纤Bragg光栅模块：选用高灵敏度、高精度的Bragg光栅传感器，用于感知温度和应变的变化。
3. 探测模块：采用高灵敏度的光探测器，对反射回来的光信号进行捕捉。
4. 信号处理模块：对捕捉到的信号进行放大、滤波、解调等处理，以提取出与温度和应变相关的信息。
5. 显示与控制模块：通过液晶显示屏实时显示温度和应变的数值，同时提供控制接口，方便用户操作。
（二）软件设计1. 数据采集与处理：软件应能够实时采集来自光探测器的数据，并通过算法处理提取出温度和应变信息。
2. 实时监测与报警：当检测到温度或应变超过预设的阈值时，软件应能及时发出报警信号，以提醒用户采取相应措施。
3. 数据存储与传输：软件应具备数据存储功能，可保存历史数据供后续分析使用；同时，应支持数据传输功能，方便用户将数据传输至其他设备或平台。
四、关键技术及解决方案（一）光源优化：为提高解调仪的灵敏度和稳定性，采用高功率、窄线宽的激光光源，并通过温度控制技术确保光源的稳定性。
（二）信号处理算法：采用先进的信号处理算法，如数字滤波、去噪等，以提高信号的信噪比，从而更准确地提取出与温度和应变相关的信息。
光纤布拉格光栅传感器测量温度和应变的原理光纤布拉格光栅传感器，简称FBG传感器，这可是个神奇的东西哦！它不仅可以测量温度，还能测量应变，简直就是个万能的小助手。
今天，我就来给大家聊聊这个神奇的小家伙是怎么工作的，让我们一起揭开它的神秘面纱吧！我们来了解一下FBG传感器的基本结构。
它是由一系列周期性折射率不同的光纤组成的，这些光纤就像一根根细细的琴弦，当光线通过它们时，会发生折射现象。
而这种折射现象正是FBG传感器测量温度和应变的关键所在。
FBG传感器是如何测量温度的呢？其实，这就要靠那些神奇的光纤了。
当阳光或者光源照射到光纤上时，光纤中的原子会吸收一部分光线，使得光线在光纤内部发生反射。
而反射回来的光线经过多次反射后，最终到达了FBG传感器的检测器。
检测器会根据反射光线的强度和时间变化来计算出光纤的温度。
是不是很厉害啊！我们再来聊聊FBG传感器是如何测量应变的。
其实，这也是利用了光纤的折射现象。
当FBG传感器受到外力作用时，光纤会发生形变，从而导致折射光线的变化。
而这种变化又被检测器捕捉到，从而计算出了应变的大小。
是不是感觉FBG传感器就像一个神奇的变形金刚一样，可以感知到周围的变化呢！FBG传感器有哪些应用呢？其实，它的应用范围非常广泛。
在建筑行业中，它可以用来检测混凝土的结构变化；在医疗行业中，它可以用来监测人体的生理指标；在汽车制造行业中，它可以用来检测车身的变形情况。
只要有需要测量温度和应变的地方，FBG传感器都可以派上用场哦！当然啦，虽然FBG传感器非常神奇，但它也有一些局限性。
比如说，它的灵敏度有限，不能用来检测非常微小的应变；而且，它的精度也有一定的误差。
随着科技的发展，相信这些问题都会得到解决的。
今天关于光纤布拉格光栅传感器测量温度和应变的原理就给大家介绍到这里了。
希望对大家有所帮助哦！下次再见啦！。
《光纤Bragg光栅温度-应变解调仪设计》光纤Bragg光栅温度-应变解调仪设计一、引言随着科技的飞速发展，光纤传感器技术已经在许多领域得到广泛应用，特别是在测量温度和应变等物理量方面。
光纤Bragg 光栅（FBG）作为一种重要的光纤传感器元件，具有高灵敏度、高分辨率和高稳定性等优点，被广泛应用于各种工程结构健康监测和安全防护系统中。
因此，设计一款高效、准确的光纤Bragg 光栅温度/应变解调仪具有重要意义。
本文将详细介绍光纤Bragg 光栅温度/应变解调仪的设计思路、方法及关键技术。
二、系统设计目标本设计旨在开发一款高精度、高稳定性的光纤Bragg光栅温度/应变解调仪，能够实现快速、准确地测量光纤Bragg光栅的反射光谱，从而实现对温度和应变的实时监测。
该解调仪应具备以下特点：1. 高精度：能够精确测量光纤Bragg光栅的反射光谱，从而得到精确的温度和应变数据。
2. 高稳定性：解调仪应具有良好的稳定性，能够在不同环境下保持较高的测量精度。
3. 快速响应：解调仪应具有快速的响应速度，以满足实时监测的需求。
三、系统设计方案（一）硬件设计光纤Bragg光栅温度/应变解调仪的硬件部分主要包括光源、光纤Bragg光栅、光谱分析仪、数据处理单元等部分。
其中，光源用于提供稳定的光源信号，光纤Bragg光栅用于反射特定波长的光信号，光谱分析仪用于分析反射光谱，数据处理单元用于处理和分析光谱数据，得出温度和应变数据。
（二）软件设计软件部分主要负责控制硬件的工作流程，并对数据进行处理和分析。
软件应具备以下功能：1. 控制光源发出稳定的光源信号。
2. 控制光谱分析仪对反射光谱进行扫描和分析。
3. 对光谱数据进行处理和分析，得出温度和应变数据。
4. 显示和存储测量结果。
四、关键技术及解决方案（一）光谱分析技术光谱分析是光纤Bragg光栅温度/应变解调仪的核心技术之一。
本设计采用高分辨率光谱分析技术，通过扫描反射光谱，得到光纤Bragg光栅的反射波长，从而计算出温度和应变数据。
《光纤Bragg光栅温度-应变解调仪设计》篇一光纤Bragg光栅温度-应变解调仪设计一、引言随着现代工业和科技的飞速发展，对精确测量温度和应变的需求日益增强。
光纤Bragg光栅（FBG）作为一种高灵敏度、高稳定性的传感器件，在工程领域得到了广泛应用。
光纤Bragg光栅温度/应变解调仪作为读取FBG数据的关键设备，其设计对于提高测量精度和稳定性具有重要意义。
本文旨在设计一款高效、精确的光纤Bragg光栅温度/应变解调仪，以满足现代工业测量需求。
二、设计目标本设计的核心目标是实现高精度、高稳定性的光纤Bragg光栅温度和应变解调。
具体包括：1. 精确测量FBG的反射光谱，并从光谱中提取出温度和应变信息。
2. 实现快速响应，以满足实时监测的需求。
3. 确保设备的稳定性和可靠性，以适应各种复杂环境。
三、总体设计本解调仪主要由光源模块、光纤传输模块、光谱分析模块、数据处理模块和通信接口模块组成。
1. 光源模块：采用高功率、窄线宽的激光二极管作为光源，保证FBG反射光谱的准确性。
2. 光纤传输模块：将光源发出的光传输至FBG，并接收FBG 反射的光信号。
3. 光谱分析模块：对接收到的光信号进行光谱分析，提取出波长变化信息。
4. 数据处理模块：根据波长变化信息，通过算法计算得到温度和应变值。
5. 通信接口模块：将计算结果通过通信接口传输至上位机，实现数据的远程监控和分析。
四、关键技术及实现方法1. 光源模块设计：选择合适的激光二极管作为光源，确保其具有高功率、窄线宽的特点。
同时，需对光源进行稳定控制，以减少外界干扰对测量结果的影响。
2. 光谱分析模块设计：采用高分辨率的光谱仪对接收到的光信号进行分析，提取出波长变化信息。
同时，需对光谱仪进行校准，以保证测量的准确性。
3. 算法设计：根据FBG的波长变化与温度、应变之间的关系，设计合适的算法进行计算。
算法需具有高精度、高稳定性的特点，以适应各种复杂环境。
4. 数据处理与通信接口模块设计：将计算结果通过通信接口传输至上位机。
《光纤Bragg光栅温度-应变解调仪设计》光纤Bragg光栅温度-应变解调仪设计一、引言随着现代科技的快速发展，光纤Bragg光栅作为一种新型的传感器件，被广泛应用于温度、应变的测量和监控中。
然而，要实现高精度的测量，就需要有高精度的解调仪进行信号处理。
因此，本文旨在设计一款高效、精确的光纤Bragg光栅温度/应变解调仪，以满足实际工程应用的需求。
二、设计目标本设计的目标是为光纤Bragg光栅传感器提供一种可靠的解调仪，实现高精度的温度和应变测量。
设计过程中需考虑的主要因素包括：1. 高灵敏度：解调仪应具备高灵敏度，能够准确捕捉光纤Bragg光栅的微小变化。
2. 快速响应：解调仪应具备快速响应能力，以适应动态测量需求。
3. 稳定性：解调仪应具有良好的稳定性，以保障长期使用的可靠性。
4. 易于操作和维护：解调仪应具备友好的人机界面，方便用户操作和维护。
三、系统架构设计光纤Bragg光栅温度/应变解调仪主要由光源、光纤Bragg光栅传感器、光谱分析仪、数据处理单元等部分组成。
系统架构设计如下：1. 光源：选用稳定、高亮度的激光器作为光源，输出光经光纤传输至Bragg光栅传感器。
2. 光纤Bragg光栅传感器：将光纤Bragg光栅与待测物体相连，当温度或应变发生变化时，Bragg光栅的反射波长会发生变化。
3. 光谱分析仪：接收传感器反射的光信号，通过光谱分析仪对光信号进行波长扫描和测量，得到波长变化信息。
4. 数据处理单元：对光谱分析仪输出的数据进行处理，提取出温度或应变的测量结果，并通过人机界面展示给用户。
四、关键技术及算法设计1. 波长解调技术：采用波长扫描和光谱分析技术，对光纤Bragg光栅的反射波长进行精确测量。
通过比较标准波长与测量波长的差异，实现温度和应变的解调。
2. 数据处理算法：采用数字信号处理技术对光谱分析仪输出的数据进行处理。
通过滤波、去噪等手段提高数据质量，再通过算法模型将波长变化转化为温度或应变值。
《光纤Bragg光栅温度-应变解调仪设计》篇一光纤Bragg光栅温度-应变解调仪设计一、引言随着光纤传感技术的不断发展，光纤Bragg光栅（FBG）作为一种重要的光纤传感器件，在许多领域中得到了广泛的应用。
其能够通过检测反射回来的特定波长光来获取外部环境的温度、应变等信息。
因此，设计一个高性能的光纤Bragg光栅温度/应变解调仪显得尤为重要。
本文旨在探讨光纤Bragg光栅温度/应变解调仪的设计原理、关键技术及实现方法。
二、系统设计原理光纤Bragg光栅温度/应变解调仪的核心原理是利用宽带光源发出的光经过光纤Bragg光栅后，反射回特定波长的光信号，通过解调仪对反射光的波长进行检测，从而推算出外部环境的温度或应变信息。
三、硬件设计（一）光源模块光源模块采用宽带光源，具有较高的稳定性和可靠性。
同时，为提高解调仪的灵敏度，需确保光源的波长范围能够覆盖光纤Bragg光栅的反射波长。
（二）光纤Bragg光栅模块光纤Bragg光栅模块是整个系统的核心部件，其性能直接影响到解调仪的精度和稳定性。
该模块需具备高灵敏度、高分辨率和良好的稳定性。
（三）解调模块解调模块负责检测反射光的波长，并将其转换为温度或应变信息。
该模块需采用高精度的光谱检测技术，如光谱分析仪或高速光谱仪等。
（四）数据处理与输出模块数据处理与输出模块负责将解调模块输出的数据进行处理和转换，以便于用户使用。
该模块需具备高速数据处理能力和友好的人机交互界面。
四、软件设计软件设计是光纤Bragg光栅温度/应变解调仪的重要组成部分，主要包括数据采集、数据处理、数据存储与传输等部分。
软件需具备实时性、稳定性和可扩展性等特点，以适应不同应用场景的需求。
（一）数据采集软件通过与硬件模块的通信接口，实时采集反射光的波长信息。
同时，软件需对采集到的数据进行预处理，如去除噪声、平滑处理等。
（二）数据处理数据处理是软件的核心部分，包括波长到温度/应变的转换、数据校正、数据存储等。
光纤布拉格光栅传感系统的波长解调技术的研究的开题报告一、研究背景和意义随着光纤传感技术在实际应用中的越来越广泛，如何提高传感系统的精度、稳定性和可靠性一直是热点研究领域。
其中，波长解调技术是光纤传感技术中常用的一种方式，可以在不接触被测物体的情况下测量出其某些特性参数的变化。
例如，利用光纤布拉格光栅(FOBG)传感系统可以实现温度、压力和形变等参数的测量，并且由于FOBG传感系统具有反应速度快、抗干扰性强等优点，因此在航空、地震监测、医疗等领域都有广泛应用。
然而，FOBG传感系统中的波长解调技术对实时性的要求较高，一旦出现误差就可能导致数据不准确甚至无法使用，因此在FOBG传感系统的研究中，波长解调技术也是值得探索的方向。
二、研究目标和内容本研究旨在探究光纤布拉格光栅传感系统波长解调技术的相关原理和方法，提高波长解调技术的精度和准确性。
同时，通过对波长解调技术的研究，进一步改进FOBG 传感系统的实时监测和数据处理能力，以满足实际应用的需求。
具体来说，本研究将从以下几个方面展开：1、FOBG传感系统波长解调技术的原理和基础知识的掌握：通过文献调研，了解FOBG传感系统中波长解调技术的基本原理和涉及到的光学知识，为后续的实验研究做好理论准备。
2、波长解调技术的实验研究：基于FOBG传感系统，设计实验方案，利用实验平台进行波长解调技术的实验研究，在实验过程中不断优化实验参数和方法，并结合实验数据进行数据分析和处理。
3、数据处理和应用：在实验研究的基础上，进一步优化数据处理和算法，使其更加准确可靠，并结合实际应用场景，比如温度、压力、形变等参数的实时监测，探索FOBG传感系统波长解调技术在各个领域的应用。
三、研究计划和进程安排本研究计划周期为1年，主要包括以下研究阶段：第一阶段：调研和学习，熟悉FOBG传感系统波长解调技术的基本原理和基础知识，明确本研究的目标和研究方向。
预计时间：1个月。
第二阶段：实验设计和实验研究，在实验平台上展开波长解调技术的实验研究，开展实验数据的处理和分析。
《光纤Bragg光栅温度-应变解调仪设计》篇一光纤Bragg光栅温度-应变解调仪设计一、引言随着现代科技的不断发展，光纤Bragg光栅作为一种重要的传感器件，在温度、应变等物理量的测量中发挥着重要作用。
光纤Bragg光栅解调仪作为其核心设备，其设计精度和稳定性直接影响到测量结果的准确性。
本文旨在设计一款高性能的光纤Bragg光栅温度/应变解调仪，以满足实际工程应用中的需求。
二、设计目标本设计的目标是开发一款能够准确、快速地解调光纤Bragg 光栅温度和应变信息的高精度解调仪。
该解调仪应具备高灵敏度、低噪声、高稳定性等特点，以满足不同环境下的测量需求。
三、设计原理光纤Bragg光栅解调仪的设计原理基于光谱分析和光电子学技术。
该设备主要通过发射激光器产生的光信号，经过光纤Bragg光栅后，通过检测反射回的光信号变化来推算出温度和应变的数值。
其中，关键技术包括光源选择、信号处理、波长扫描和解调算法等。
四、系统设计（一）光源系统设计光源系统是解调仪的核心组成部分，需要选择稳定、高功率的激光器作为光源。
此外，为了保证光信号的稳定传输和减少噪声干扰，还需要设计合适的光纤传输系统。
（二）信号处理系统设计信号处理系统负责对接收到的光信号进行放大、滤波和数字化处理。
其中，放大器用于提高信号的信噪比，滤波器用于去除噪声干扰，数字化器则将光信号转换为电信号供后续处理使用。
（三）波长扫描系统设计波长扫描系统用于实现光栅波长的精确扫描和测量。
该系统需要采用高精度的波长扫描装置和相应的控制算法，以保证扫描速度和精度的平衡。
（四）解调算法设计解调算法是解调仪的核心技术之一，通过对反射回的光信号进行分析和处理，推算出温度和应变的数值。
该算法需要具备高灵敏度、高精度和快速响应等特点，以适应不同环境下的测量需求。
五、关键技术及实现方法（一）高精度波长扫描技术采用高精度的波长扫描装置和控制算法，实现对光纤Bragg 光栅波长的精确扫描和测量。
基于ARM的分布式光纤布拉格光栅感温解调近年来,随着经济的发展,许多大型冶金、化工和变电站等大型企业的用电负荷不断增加。
如果这些企业内重要发热点的温变没能得到实时监测,则存在火灾隐患,有可能造成无法估量的经济损失。
光纤光栅传感器作为光纤传感器的一种新产品,近来得到了广泛的应用。
波长调制型的光纤光栅传感器,除具有传统光纤传感器的优点外,还具有测量信号不受光纤弯曲损耗、连接损耗、光源起伏和探测器老化等因素的影响。
这些优点都是其它传感器无法比拟的。
本文首先分析了光纤光栅特性的基本理论,主要通过耦合模理论分析了均匀周期光纤布拉格光栅的光谱特性,并从理论的基础上分析了光纤布拉格光栅对温度和应变的传感机理。
其次,提出了一种新型分布式布拉格光纤光栅(FBG)传感系统。
为了满足一个大型工程同时监测上百个不同位置的要求,将这百个点分成若干组,每组构成一个小区域,每个小区域由四个波长相同的光栅组成,这样就满足了在一条光纤上刻一百个光栅的要求。
当某点温度发生变化时,该区域的最高温度可测得;若此最高温度超过警戒温度,则对这个小区域进行整体降温处理。
在理论分析的基础上,对多组不同波长的光纤光栅进行了温控对比实验,实验表明该系统具有精度高、适用于分布式多点测量的特点。
最后,设计了以ARM芯片(S3C2440A)为核心处理器的传感信号处理系统。
该系统主要包含光电转换、放大滤波和光纤法布里-珀罗可调滤波器(FFP-TF)扫描电压信号发生电路,并在Linux软件开发平台上编写了上位机程序,实现了数据处理和可视化输出。
同主题文章[1].高玉龙,朱秀珍,张兴周. 基于ARM的家庭智能化系统设计与实现' [J]. 应用科技. 2003.(09)[2].姜换新. ARM嵌入式系统C语言编程' [J]. 计算机应用与软件. 2003.(10)[3].张善文,赵兴录,甄蜀春. 空中快速小目标的检测方法' [J]. 无线电工程. 2001.(S1)[4].赵文军,栾贵兴. 面向行业应用的掌上电脑设计与实现' [J]. 小型微型计算机系统. 2002.(10)[5].胡友水,李汉强. 基于ARM的嵌入式TCP/IP协议的实现' [J]. 电子技术应用. 2003.(12)[6].鲁卫红. 一种辐射源距离的估算方法' [J]. 现代雷达. 2002.(02)[7].刘洋,吕志民. 基于ARM系统硬盘接口的使用和文件管理' [J]. 电气电子教学学报. 2003.(03)[8].孙曼曼,姬龙涛. 浅谈基于ARM的嵌入式系统' [J]. 福建电脑. 2010.(03)[9].张斌,鲁守银,厉秉强. 电力设备非量化状态信息移动采集与管理系统' [J]. 仪器仪表学报. 2003.(S2)[10].袁渊,刘锦高,范子莹. 基于S3C44BOX的PDA核心设计' [J]. 电子器件. 2004.(01)【关键词相关文档搜索】：电路与系统; 布拉格光纤光栅; 波长解调; 动态漂移; 中心波长; ARM【作者相关信息搜索】：燕山大学;电路与系统;张燕君;娄俊波;。
第24卷第11期2017年11月仪器仪表用户INSTRUMENTATIONEIC Vol.242017 No.11基于布拉格光栅测温解调系统研究刘俊承，胡通，程鹏申(华北电力大学控制与计算机工程学院，北京102206)摘要：光纤布拉格光栅传感器是利用布拉格光栅波长对温度、应力的敏感特性而制成的一种新型光纤传感器，具 有抗电磁干扰、测量范围大、动态范围广、稳定性好等优点。
光纤光謝专感器的解调技术是目前光纤光樹专感技术 研究领域的重点和难点之一，开发高精度、低价格的解调系统成为光纤光栅传感器大量应用于实际的关键。
简要介 绍了光纤光栅的发展动态和应用现状；系统地介绍了光纤光栅的解调原理，并给出了采用M滤波器法实现光纤布 拉格光栅温度解调的模型；利用所设计的光纤布拉格光栅传感解调系统进行了光纤布拉格光栅的温度解调实验，并 对实验结果进行了分析和处理，验证了基于光纤布拉格光栅温麵调方案的可行性。
关键词：布拉格光栅；边缘滤波器法；解调系统；温度D O 1:10. 3969/j. i ssn. 1671 -1041.2017.11.001中图分类号：TP212 文献标志码：A 文章编号：1671-1041 (2017)11-0001-05Research on Temperature Measurement and DemodulationSystem Based on Bragg GratingLiu Juncheng, Hu Tong, Cheng Pengshen(School of Control and Computer Engineering, North China Electric Power University, Beijing, 102206, China)A bstract: Fiber Bragg grating sensor is a kind of new type of optical fiber sensor made by using Bragg grating wavelength to the temperature and stress sensitive characteristics. It has the advantages of anti-electromagnetic interference, large measuring range, wide dynamic range and good stability. Fiber grating sensor demodulation technology is one of the key and difficult points in the research field of f iber grating sensing technology. The development of h igh precision and low price demodulation system has become the key to the practical application of f iber grating sensors. In this paper, the development trend and application status of fiber grating are briefly introduced. The demodulation principle of f iber grating is introduced, and the model of f iber Bragg grating temperature demodulation by edge filter method is given. By using the designed fiber Bragg grating the temperature demodulation experiment of fiber Bragg grating is carried out by sensing and demodulating system. The experimental results are analyzed and processed, and the feasibility of f iber Bragg grating temperature demodulation scheme is verified.Key w ords: bragg grating; edge filter method; demodulation system; temperatureo引言在现代工业中，温度是一个重要的物理量，工作温 度的变化能够反映出设备的运行状态和许多物理特征的变 化，设备的运行异常或故障通常表现出工作温度的异常变 化。
所以，对温度的准确测量和有效控制已成为科学研究 和生产实践中的重要课题。
工业设备运行温度监测是对设 备安全监测最有效、最经济的手段之一，对生产设备的安收稿日期：2017-08-14基金项目：中央高校基本科研业务费专项基金（2016ms38)。
作者简介：刘俊承（1977-),男，四川乐山人，博士，讲师，通讯作者：胡通，E-mail:289340604@。
全运行具有重大意义，特别是在电力系统、石油化工、交 通运输等领域。
例如在发电厂、变电站中的电缆接头、电 缆中间连接处、高压开关柜的动静触头等位置过热便是引 发大型安全事故的征兆；在油库、油罐中通常储存了大量 的易燃易爆的各种油品，油库内的温度过高会引发火灾或 爆炸等生产安全事故。
然而，在这些工业场所，传统的电传感器并不能够正 常使用，使用布拉格光栅传感器便成为了一个相对比较理2仪器仪表用户INSTRUMENTATION第24卷想的解决方法，由于布拉格光栅传感器具有体积小、易复 用、电绝缘、抗电磁干扰、便于实现实时在线监测、传感 信号可远距离传输等优点，特别适合于易燃易爆、空间受 严格限制及强电磁干扰等恶劣环境下使用。
因此，设计开 发出一套能够应用在温度检测方面的光纤光栅检测系统对 于工业生产具有非常重要的意义，能够提高系统检测的自 动化程度和产生巨大的经济效益。
1光纤光栅解调原理光纤光栅传感系统包括传感过程和解调过程，传感过 程是通过外界参量（应变、温度等）对光纤光栅中心波长 的调制来实现的。
而解调过程与传感过程相反，是将反射 波长的变化量与外界参量的变化相对应的过程。
解调技术 是要求精确测量波长微小偏移量的技术。
当被测物理量发 生变化时，光纤光栅的反射波长将会发生偏移，而且反射 波长的偏移量与被测物理量的变化量成比例关系。
因此，检测光纤光栅波长微小偏移量的解调技术将直接限制了整 个系统的检测精度，是实现光纤光栅传感应用的关键％通常人们都直接采用光谱仪、单色仪和多波长计等仪器来测量反射波长的变化量，由于这些仪器价格比较昂 贵、占用空间大、测量速度缓慢，不适用于构成现场应用 的传感器系统。
因此，人们提出了很多种波长解调方法，如：匹配光纤光栅滤波解调法、可调谐光纤F-P滤波器解调 法、非平衡M-Z干涉解调法和边缘滤波器解调法等。
边缘滤波器法采用反射光或透射光的光强与波长贿一 定单值边沿的滤波器，进行光纤光栅波长解调的一种方法。
当传感光栅的中心波长发生变化时，其反射光经通缘滤波器后的光强输出也会发生相应的变化，波长和输出光功率有 一一对应的关系，从而能够达到波长解调的目的[w]。
如图1所示。
图1边缘滤波解调原理图Fig.1 Edge filter demodulation schematic diagram通常情况下，选择线性滤波器作为滤波器件，其特点 是滤波器的特性曲线在传感光栅中心波长的漂移范围内是 线性的。
设计系统时，要合理的设置工作点，即传感光栅 初始中心波长的位置，使其在整个工作范围都落在滤波器 的线性区间内[4]。
边缘滤波解调法的系统结构如图2所示。
环形器 传感光栅图2边缘滤波器线性解调系统结构图Fig.2 Structure diagram of edge filter linear demodulation system用S(A)表示布拉格传感光栅的反射谱函数，则光电接 收装置iW2检测到的光强^为I1=A2^°T{X)S(X)&A(1)式（1)中，4为光路中与光频率无关的损耗，r(A)为 边缘滤波器的滤波函数。
为了避免光源波动带来的误差，系统同时检测另一路 不经过边缘滤波器的参考光^为(2)式（2)中，^为光路中与光频率无关的损耗。
由上式（1)、（2)可得，两路光输出的光强比值_为r1{X)=I f = KT{l)(3)A式（3)中，Z为比例系数。
由此可见，测量值；/只与传 感光栅波长A对应的边缘滤波器的单值光强有关。
因此，通 过;/与猶一一对应关系就可以解调出被测物理量的变化[5,6]。
2解调系统的实验2.1光路系统的搭建系统中的光源采用北京敏光科技有限公司生产的同轴激光二极管，其工作波长范围为1530rnn~1570mn，输出 光功率为2mW;采用长周期光纤光栅作为边缘滤波器，栅区长度30mm,反射率10%~99%,具有较高的灵敏度；光纤光栅温度传感器选用布拉格光纤光栅，其量程范围 为-lOOlOSOOT：,分辨率为0.1*€,中心波长 1550.145nm,能与系统光源的波长范围有很好的匹配，具有传热快、不 受外力影响、精度高等特点。
为了获得稳定、标准的温度 源，实验中采用DF-HCS型恒温水槽，其精度为0.01T,恒 温控制的最高温度为水的沸点100T,恒温水槽的起始温度取决于水的初始温度。
实验中数据的采集使用的是北京第11期刘俊承•基于布拉格光栅测温解调系统研究3阿尔泰科技有限公司生产的PCI 8502数据采集卡，能够4通 道同步采集，采样频率最高40MHz ，具有256MB 的DDR 2存 储器，支持多卡同步采集。
PCI 8502数据采集卡通过计算机PCI 接口在LahView 软件上编程实现数据的采集与处理。
实验鎌系统如图3所示。
激光器环形器图3实驗光路系统SFig.3 Experimental optical system diagram2.2光强数据分析试验中同轴激光二极管发出的光经过环形器进入布拉 格光栅，布拉格光栅反射回来的光经过分光比为50: 50的 耦合器一分为二，其中一路作为参考光直接进人光电探测 器;另外一路光先经过边缘滤波器后再进人光电探测器/>孤2,两路信号经数据采集卡进人if 嗔机中进行数据处理。
由于信号采集系统与信号传输过程不可避免地要受到 噪声的干扰，而且数字信号的采样时窗有限，模拟信号抽 样时也会产生量化噪声。
