强度解调的光纤光栅振动检测硬件电路设计与实验研究.pdf

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1、第28卷第12期传感技术学报V01．28NO．122015年12月CHINESEJOURNALOFSENSORSANDACTUATORSDec．2015HardwareCircuitDesignandExperimentalStudyofFiberBraggGratingVibrationDetectionUsingIntensityDemodulationMethodZHANGFaye，JIANGMingshun，SUIQingmei，CAOYuqiang，XUWei，LIUXiaohui，GENGXiangyi(1．ControlScienceandTechnologySchoo

2、l，ShandongUniversity，Ji’n∞250061，China；2．ShandongTaiKaiAutomationCo．Ltd．，Tai’anShandong271000，China)Abstract：OnthebasisoftheresearchonintensitydemodulationmethodofFiberBraggGrating，Highspeedphoto．electricconversioncircuitwasdesignedwithFastFETamplifierAD8065andaFiberBraggGratingvibrationdetec—t

3、ionsystembasedonedgefilterdemodulationisestablished．Thesystemhasadvantagesoflowcost，fastresponseandSOon．Intheexperiments，simulationexperimentsresultsfromNationalInstruments(NI)LtdElectronicMulti—sirecircuitsimulationsoftwareareusedtocomparewiththeresuhsofthefibergratingvibrationdemodulati0nsys—

4、tem．TheresultsshowthatTheFiberBraggGratingvibrationdetectionsystemhasgoodamplitudefrequencyre．．sponse，anditsfrequencyresponserangeis5Hz-1000Hz．whichprovidesanewreliablemethodforFiberBraggGratingvibrationdetection．Keywords：fibergrating；intensitydemodulation；muhisimsimulation；vibration；circuitdes

5、ignEEACC：4125；4320F；7210doi：10．39690．issn．1004—1699．2015．12．004强度解调的光纤光栅振动检测硬件电路设计与实验研究张法业，姜明顺，隋青美，曹玉强，徐伟2，刘晓慧，耿湘宜(1．山东大学控制科学与工程学院，济南250061；2．山东泰开自动化有限公司，山东泰安271000)捅要：在对光纤光栅强度解调方法研究的基础上，利用FastFET放大器AD8065设计了高速光电转换电路，并基于边缘滤波强度解调原理构建了光纤光栅振动检测系统。该系统具有成本低、解调速度快等特点。在实验中，引人使用美国国家仪器(NI)有限公司的电子电路仿真软件M

6、ultisim的仿真实验与构建的光纤光栅振动检测系统进行对比。实验结果表明，光纤光栅振动检测系统具有良好的幅频响应，频率响应范围可达5Hz1000Hz，为光纤光栅振动检测提供了一种新的可靠手段。关键词：光纤光栅；强度解调；Multisim仿真；振动；电路设计中图分类号：TP277文献标识码：A文章编号：1004—1699(2015)12—1760—06作为一种新型传感器技术，近年来光纤光栅传动态范围大，非常适合用于振动检测。基于此，国感器逐渐在电力、石油、桥梁等领域获得了越来越内外研制成功了许多光纤振动传感器，与传统振动广泛的应用。光纤光栅传感器除了具有抗电磁干传感器相比，具有抗电磁

7、干扰、动态范围大、精度扰能力强、灵敏度高、电绝缘性好、耐腐蚀等优点高、可工作于恶劣环境，而且体积轻小，获得了广泛外，还具有编码方式可靠、可波分复用和组网便捷的工程应用』。等优势。特别是光纤光栅对振动的测量灵敏度高，根据处理对象的不同，光纤光栅解调方法主要微小位移测量最小可达纳米级，并且响应速度快，分为两大类：波长解调型和光强解调型。波长解调项目来源：国家自然科学基金项目(61505097，41472260)；山东省自然科学基金项目(2014ZRE27372