光纤气体传感中稳频光源驱动控制系统的研究

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1、华中科技大学硕士学位论文光纤气体传感中稳频光源驱动控制系统的研究姓名：刘东波中请学位级别：硕士机械电子工程指导教师：张冈；陈幼平20060424摘要光纤气体传感器技术是一项新兴的综合交叉探测技术。由于其所选光源在很大程度上决定了其工作模式，信号处理方法，分辨率，灵敏度及测量精度，因此选择一种合适的光源，设计出和应稳频驱动技术方案对整个光纤传感系统的设计起着至关重要的作用。本论文选用分布反馈式激光器（DFBLD）作为传感器的光源，对其稳频张动控制系统及和关信号调理电路展开了分析、研究和设计。首先，木文在广泛阅读和深入总结国内外和关文献资料的基础上，介绍了光纤气

2、体传感器技术及其驱动光源的发展状况，对稳频光源驱动控制技术的发展历史和现状等作了详细论述。在选定光源类型Z后，分析了其稳频驱动控制系统的技术理论和研究内容。其次，详细论述了分布反馈式激光器的工作原理和特性，对其稳频驱动控制系统进行了技术原理分析，并阐述了激光器的安全保护策略。此外，还对气体传感中涉及的调制技术和谐波检测技术进行了分析。基于上述原理和技术分析，进而提出了稳频驱动控制系统的总体架构和各重要功能模块的技术方案，完成了系统硕件电路的设计与开发。稳频驱动控制系统中包描了的儿个核心模块电路，如恒电流源电路，口动功率控制电路和口动温度控制电路，还加入了慢启

3、动，限流等保护电路以提高整个稳频驱动控制系统的安全可靠性。此外，还根据光纤气体传感中的特点，进一步分析并设计了激光器的交流调制电路和气体检测的信号处理电路。最后，针对木文所设计开发的光源稳频驱动控制系统及和关信号处理电路的性能进行了实验测试，给出了和关实测数拯的曲线图和分析，表明光源稳频驱动控制系统的设计达到了要求。关键词：光纤气体传感器稳频光源分布反馈式激光器激光器保护稳频驱动控制AbstractOpticalfibergassensorisanemergingintegrateddetectiontechnology・Becauselight-sourc

4、edecidesitsworkingpatterns,signalprocessingmethods,resolution,sensitivityandmeasurementprecision,itisvitalfortheentireprojecttochooseasuitablelight-sourceanddesignthedriving-controlsystemofsteadyfrequencyinfiber-opticsensing.Inthispaper,TheDistributedFeed-BackLaserDiode(DFBLD)ischo

5、senasalight-sourceofthesensor,theanalysis,researchanddesignforitsdriving-controlsystemofsteadyfrequencyandthecorrelativesignalprocessingsystemiscarriedoutinthetext.Firstly,thearticleintroducesthetechniqueofopticalfibergassensor,thedevelopmentofthesteadyfrequencylight-source,andgive

6、sadetaileddescriptionofthedevelopmentandstatusofthelight-source^sdriving-controltechnologythroughtheextensivereadingandin-depthsummarizingrelevantdocumentation.Afterchoosingthelight-source,thearticleanalyzesthetheoryandresearchcontentofthedriving-controlsystemofsteadyfrequency.Seco

7、ndly,bytheanalyzingindetailoftheoperationprinciplesandcharacteristicsofDFBLD,thearticlefocusesontheframeworkofitsdriving-controlsystemfortechnicalanalysis,anddetailslaserssecuritystrategy.ItalsoanalyzesthetheoryofModulationtechniqueandHarmonicDetectiontechniquewhichinvolvesingassen

8、sing.Accordingtopreviousth