分布式時分復用多點應變傳感高速數據采集系統(tǒng)設計.pdf

1、隨著中國經濟與科學高速的發(fā)展，建筑工程結構的健康監(jiān)測越來越受到整個社會重視。而最有效的健康監(jiān)測手段就是結構體應變的監(jiān)測，應變的監(jiān)測方法有很多種，其中光纖光柵以其靈敏度高、抗干擾能力強、復用數量多、安全可靠等諸多優(yōu)點，得到了快速發(fā)展及應用。針對此需求，本文設計了一套光纖布拉格光柵（FBG）的應變測量系統(tǒng)。
　　光纖光柵有多種復用技術，應用最廣的是波分復用技術（WDM），但波分復用的復用能力受到了自身原理與現有設備的限制，為了實現更多

2、FBG傳感器的應用，本文選用時分復用技術（TDM），設計并完成了分布式時分復用多點應變傳感高速數據采集系統(tǒng)，并對系統(tǒng)中存在的FBG最佳峰值反射率及激光器的初始工作點兩個問題進行仿真優(yōu)化分析。
　　搭建了分布式時分復用多點應變傳感高速數據采集系統(tǒng)。選用串聯的拓撲結構，并以五個具有相同規(guī)格的光纖光柵傳感器為核心，構建了傳感器陣列模型；以示波器的數據采集卡為數據采集器核心，利用LabVIEW軟件設計了一款具有示波器通訊、信號濾波、數據存

3、儲與讀取、信號處理功能的軟件系統(tǒng)，完成了基于示波器數據采集卡的監(jiān)測系統(tǒng)，獲得應力與FBG反射脈沖峰值電壓的變化關系。但由于電壓變化無法反演結構體的應變量，針對應變與電壓變化的關系，利用光譜分析儀設計了標定系統(tǒng)，構建出FBG反射脈沖峰值與應變的數學模型，實現了電壓至應變的轉換，達到了時分復用的基礎上利用示波器數據采集卡完成應力到應變的測量。分析了系統(tǒng)的應變靈敏度、測量數據的線性度，驗證了基于光時分復用技術的應變測量系統(tǒng)，以及FBG應變傳感