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基于Visual Basic的光纤光栅解调仪测试软件的设计李桂平等基于Visual Basic的光纤光栅解调仪测试软件的设计李桂平，叶宗顺，王军涛，刘果，邹念椿（国网电力科学研究院/南京南瑞集团公司，江苏省南京市 210003）摘要：基于Visual Basic开发平台编写了光纤光栅解调仪的测试软件，运用了ACCESS数据库来保存软件设置与保存数据，使用NI公司的图形控件CWGraph来显示测量波形、使用DiDaGrid表格控件来显示实时测值与传感器信息，使用了质心法来计算波形的中心点，试验证明，该软件运行稳定、显示界面美观、采取的算法计算的波长重复性可达1pm。
关键字：Visua Basic，图形控件，表格控件，质心法0 引言光纤光栅（FBG）传感器是利用Bragg波长对应变、温度、应力的敏感特性而制成的一种新型的光纤传感器，在大坝及工程检测具有极其广泛的用途，光纤光栅（传感器除了具有传统电类传感器的功能外，它还具有分布传感、抗电磁干扰、精度高、长期稳性好、易于布设等优点，有多种技术可用于FBG波长的解调,主要有如下几种类型:匹配滤波法、边缘滤波法、干涉法、可调谐F-P滤波法[1]。
其中,可调谐F-P滤波滤波法可以直接将波长信号转换成电信号,并且具有体积小、价格低、灵敏度高、光能利用率高、操作简单等优点,是一种适合工程实际应用的波长解调方法。
光纤光栅解调仪测试软件是光纤光栅解调系统的重要组成部分，软件与解调仪以TCP方式接收解调仪采集的数据，完成传感器的识别、传感器的波长解算、采集波形的显示以及测量数据的存储与处理。
1 软件开发目的与开发平台的选择1.1 开发解调仪测试软件的目的接收解调仪传输的测量数据，计算光栅的中心波长以及对应传感器的物理量，显示测量曲线，显示测量的实时数据以及历史数据，用数据库保存测量数据以及设置信息，数据导出功能，传感器距离修正功能，显示报警及异常信息。
1.2 开发平台的选择Visual Basic是微软公司推出的可视化编程工具之一，是目前世界上使用最广泛的程序开发工具。
《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》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。
基于LabVIEW的光纤干涉传感信号解调和定位研究的开题报告题目：基于LabVIEW的光纤干涉传感信号解调和定位研究一、研究背景：随着现代科技的不断发展，人们对传感技术的需求越来越大。
光纤干涉传感技术是一种广泛应用于加速度、应力、温度和压力等物理量的传感技术，并且具有精度高，响应速度快等特点，具有广泛的应用前景。
但是，光纤干涉传感技术中存在的信号解调和定位问题，是当前该领域的研究热点之一。
二、研究目的：本项目旨在利用LabVIEW平台进行光纤干涉传感信号解调和定位研究，提出一种高效、精确的解调算法，并建立合理的定位模型，为光纤干涉传感技术的应用提供有力支撑。
三、研究内容：1. 光纤干涉传感技术原理介绍和信号特点分析2. 基于希尔伯特变换和小波变换的光纤干涉传感信号解调算法研究3. 基于贝叶斯网络的光纤干涉传感信号定位模型构建和优化4. 利用LabVIEW平台进行算法实现和测试，验证算法和模型的有效性和可靠性。
四、研究意义：1. 提出一种高效、精确的光纤干涉传感信号解调算法，有助于提高传感器的精度和响应速度，并为传感技术的发展提供一种全新的思路。
2. 建立合理的光纤干涉传感信号定位模型，为光纤干涉传感技术的进一步应用提供支撑和指导。
3. 实现算法和模型在LabVIEW平台上的测试和验证，为后续相关研究提供基础和参考。
五、拟采取的研究方法：1. 文献资料法：综合查阅相关领域的学术论文、会议论文和专著等文献资料，全面、系统地了解光纤干涉传感技术的研究现状和存在的问题，为研究提供基础。
2. 数学模型法：运用数理统计学的理论和方法，对光纤干涉传感信号进行分析，建立合理的解调算法和定位模型。
3. 算法设计法：根据建立的解调算法和定位模型，运用LabVIEW平台设计算法程序，实现算法在实验中的测试和应用。
4. 实验验证法：运用光纤干涉传感器进行实验验证，并进行实验数据处理和分析，验证算法和定位模型的有效性和可靠性。
基于LabVIEW与MATLAB的现代光测图像处理系统一、概述随着科技的进步，光学测量技术在各个领域中的应用越来越广泛，特别是在精密工程、生物医学、航空航天等领域。
现代光测技术不仅要求高精度的测量结果，还要求快速、高效的数据处理和分析能力。
开发一个功能强大、操作简便的现代光测图像处理系统显得尤为重要。
本文将介绍一种基于LabVIEW与MATLAB的现代光测图像处理系统。
LabVIEW（Laboratory Virtual Instrument Engineering Workbench）是一种由美国国家仪器（National Instruments）公司开发的图形化编程语言和开发环境，广泛应用于数据采集、仪器控制和工业自动化等领域。
MATLAB（Matrix Laboratory）则是由MathWorks 公司开发的一种高性能的数值计算和可视化软件，被广泛用于算法开发、数据分析和可视化、工程与科学绘图以及应用程序的创建。
本系统结合了LabVIEW和MATLAB的优势，利用LabVIEW强大的硬件接口能力和MATLAB卓越的数据处理和分析能力，实现了一套高效、精确的光测图像处理系统。
该系统不仅能够处理和分析光测图像数据，还能够与各种光学测量设备进行无缝连接，实现数据的实时采集和处理。
本概述部分简要介绍了现代光测图像处理系统的背景和意义，并阐述了本系统的研究目的和主要功能。
后续章节将详细介绍系统的设计原理、实现方法和应用案例。
1. 光测图像处理技术的发展背景随着信息技术的飞速发展，光测图像处理技术在众多领域，如航空航天、生物医学、智能交通、安防监控以及工业自动化等，发挥着越来越重要的作用。
光测图像处理技术是一种利用光学原理和图像处理算法对获取的光学信息进行提取、分析和处理的技术，其目标是实现对目标对象的精确测量、识别和跟踪。
传统的光测图像处理方法主要依赖于硬件设备和固定的图像处理算法，这种方法在处理复杂的光学信息时往往显得力不从心。
光纤布拉格光栅中心波长检测中的寻峰算法朱梅;张淼;胡立章;王梓蒴【摘要】为了寻找一种更好的FBG(光纤布拉格光栅)中心波长检测的寻峰算法,采用LabVIEW技术和MATLAB技术完成了FBG解调系统中9种寻峰算法的编写和调试,并对各种算法的参数及其优劣进行了分析比较.通过对仿真信号及实测FBG信号的误差分析,结合实验研究和算法仿真,给出了算法误差及相关影响因素.结果表明,最佳寻峰算法为高斯拟合法.【期刊名称】《光通信研究》【年(卷),期】2011(000)005【总页数】4页(P60-63)【关键词】光纤布拉格光栅;解调系统;寻峰算法【作者】朱梅;张淼;胡立章;王梓蒴【作者单位】华北电网张家口供电公司,河北张家口 075000;华北电力大学电子与通信工程系,河北保定071003;华北电力大学电子与通信工程系,河北保定071003;华北电力大学电子与通信工程系,河北保定071003【正文语种】中文【中图分类】TP2120 引言光纤传感技术是一种以光为载体、光纤为媒质、感知和传输外界信号的新型传感技术。
光纤传感器作为一种无源器件可以实现温度、应变、化学成分及核辐射等多种物理量的精密测量，与传统传感器相比具有灵敏度高、响应速度快、抗电磁干扰、耐腐蚀、电气绝缘、波长编码、便于复用、动态范围宽和使用灵活等优点［1］，从而解决了许多传统传感器无法解决的问题，广泛应用于民用建筑［2］、医学应用和石油化工［3］等领域。
在FBG（光纤布拉格光栅）传感系统中，光电探测器检测到的反射谱信号包含大量的噪声干扰，给后续工作中反射谱中心波长的准确定位带来了极大的难度，也影响了对被测物理量变化的精确测量。
因此，提高波长检测精度是FBG 数据处理技术的关键，本文使用了寻峰算法来改进波长检测精度。
1 各种寻峰算法的基本原理1.1 常用的几种寻峰算法（1）质心法（功率加权平均法）质心法将横坐标看作质点系中的位矢，纵坐标看作质点系中的质量，并对每个数据分配一个加权系数，以所有数据的加权平均值作为所求结果。
基于Labview的光纤光栅波长解调系统
王桂英;金杰;吕辰刚
【期刊名称】《压电与声光》
【年(卷),期】2012(34)6
【摘要】提出了一种基于Labview的数字化光纤光栅信号解调系统,实现了光纤光栅应变传感波长解调。
采用Labview编写程序实现信号的实时采集、处理、显示,解决了普通光纤光栅解调设备成本高,体积大等难题;进行了基于上述系统的光纤光栅应变传感实验研究。
实验结果表明,反射谱线中心波长漂移量与轴向应力具有很好的线性关系,当应力达到60με时,光纤Bragg光栅(FBG)对应的波长漂移量约为1.90nm。
【总页数】4页(P824-827)
【关键词】光纤Bragg光栅;可调谐F-P滤波技术;应变传感;Labview;寻峰算法【作者】王桂英;金杰;吕辰刚
【作者单位】天津大学电子信息工程学院
【正文语种】中文
【中图分类】TN256
【相关文献】
1.基于LabVIEW的光纤光栅传感解调系统的研究 [J], 刘雪冬;谢学征;徐元哲
2.基于LabVIEW的光纤布拉格光栅动态解调系统 [J], 朱珠
3.基于DSP的光纤布拉格光栅波长解调系统 [J], 韩伟;倪江生;金伟明
4.基于可调谐半导体激光器的高分辨率多路复用光纤光栅波长解调系统 [J], 崔巍;苏建加;姜培培;吴波;沈永行
5.基于法布里-珀罗标准具和多光栅校准的光纤布喇格光栅波长解调系统 [J], 汪金辉;许雪梅;丁家峰;丁一鹏;尹林子
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第21卷 第1期2008年1月传感技术学报CHIN ES E JOURNAL OF S ENSORS AND ACTUA TORSVol.21 No.1JAN.2008A N e w FBG Demodulation SystemB ased on LabVIEW 3S H EN X i ao 2y an ,L I N Yu 2chi3,FU L u 2hua ,W A N G W ei(S tate Key L aboratory of Precision Measuring Technolog y and I nst ruments ,Tianj in Universit y ,Ti anj in 300072,China )Abstract :A new FB G demodulation system based on LabV IEW and t he technology of fiber Bragg grating sensing is designed.The wavelengt h 2coded information is demodulated by a matched FB G cont rolled by PZT which is p ut on a sine 2wave voltage ,and so t he sensing information can be known f rom t he time 2inter 2val between two wave valleys of t he demodulating signal in a sine 2signal bV IEW demodulating p rogram which is t he most important part in t his system can cont rol data acquisition ,extract and calculate t he sensing signal ,display t he demodulation result of t he sensing signal.From linear calibration ,t hecharacteristics of t he system are obtained when applied to st rain sensing ,wit h t he resolution of 1ηε.K ey w ords :FB G sensing system ;Demodulation ;matched FB G;LabV IEW ;st rain sensing ;linear calibra 2tionEEACC :4250;7210;7230ELabVIEW 实现光纤光栅传感解调3沈小燕,林玉池3,付鲁华,王 为(天津大学精密测试技术及仪器国家重点实验室,天津300072)基金项目:教育部博士点基金项目资助(20030056017)收稿日期:2007206224 修改日期:2007209217摘 要:结合虚拟仪器技术和光纤光栅传感技术,自行设计了一套光纤光栅传感解调系统。
