基于软件解调方法的干涉型光纤传感器信号处理研究

来源 :上海交通大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:bad_47
下载到本地 , 更方便阅读
声明 : 本文档内容版权归属内容提供方 , 如果您对本文有版权争议 , 可与客服联系进行内容授权或下架
论文部分内容阅读
干涉型光纤磁场传感器涉及光电子学、材料学、信号处理、加工工艺等多个学科领域。由于干涉型光纤磁场传感器具有灵敏度高、动态范围大、抗干扰能力强、成本低等优点,有广泛的应用前景和发展潜力,是当今磁场传感器技术研究领域的一个热门方向。干涉型光纤微弱磁场传感探头的灵敏度很高,因此对信号处理模块提出了相应的要求。一个设计良好的信号处理模块应该能很好地还原传感器探头所探测到的信号,并较少地引入噪声。而通常采用的硬件信号检测方法具有不灵活和局限性,特别是额外的引入了电噪声,所以本文考虑用软件的手段进行信号检测。由于系统噪声对传感器输出光信号会产生相位漂移,所以如何抑制系统噪声是信号检测的关键所在。干涉型光纤磁场传感器的系统噪声包括外界环境引入噪声和光源噪声、光纤热噪声、散弹噪声以及光电探测器噪声等本底噪声。本文详细分析和评估了这些噪声的来源及对输出信号相位影响的机理。其中,光纤热噪声、散射噪声是传感系统中对灵敏度(即最小可测相位)影响最大的起伏噪声,为此,本文提出了基于自适应谱线增强技术的滤波方案,对干涉型磁场传感探头现场获得的差分输出信号进行采样,将采样数据通过自适应谱线增强器滤波,利用波形中的三个相位点确定直流、基波、二次谐波分量等参数,实现被测磁场信号的软件解调。由于自适应谱线增强技术是一个通过时间延迟和多次迭代实现噪声滤除的方法,可以有效滤除光纤热噪声和散弹噪声等系统宽带白噪声。同时,在频域上,它是一个带宽可调的窄带滤波,可以动态跟踪光纤传感器谐振工作点,克服了硬件实现中带通滤波器中心频率受限的弱点。实验表明,自适应谱线增强器模块对系统本底噪声有很好的抑制作用,与未采用该模块相比,减少了13dB。同时,我们发现,解调线性度优于未经过滤波模块的结果,使光纤传感器灵敏度达到5.22×10 ?3mV nT。信号处理软件化的方法不仅设计参数灵活易调节,而且能抑制系统噪声的影响。本文结合传感网络的趋势,提出将基于软件解调方法的干涉型光纤传感器信号处理系统虚拟仪器化的思想,结合计算机的高性能处理能力,即可将信号处理系统处于远距离的监控中心进行实时测量,此为今后课题研究方向的一个参考。
其他文献
热拉尔是位能言善辩、举止高雅、风度翩翩、善与王公贵族交往的画家.他以流行肖像画高手驰名画坛。热拉尔将夫人安排在古代建筑环境里,以列柱拱门作背景,显得庄重和富有古典
闪变包络线检测是分析电压波动与闪变的关键.IEC推荐的平方检测法在闪变低频段的包络线提取误差较大,不适合风力发电并网产生的电压闪变包络线提取.文中针对风电并网引起的电
随着深亚微米工艺的出现,片上系统(SOC System on Chip)和甚大规模集成电路成为现实,更多的集成意味着芯片中可能存在更多的故障。另外,越来越短的产品寿命周期,上市时间与量产时
可持续发展是当今世界的主题,也是理论和实践研究的热点。黄土高原,尤其是其北部与鄂尔多斯高原交接的砒砂岩区——如皇甫川流域,是我国水土流失极为严重、生态极为脆弱的地
本论文由两部分构成。第一部分观测了水库排沙胁迫对黄河鲤鱼(Cyprinus carpio)和白鲢(Hypophthalmichthys molitrix)相关生理功能特别是抗氧化防御系统的影响;第二部分观测
背景:抽动秽语综合征主要表现为运动和发声性抽动,常伴有多种精神症状。抽动是突然、反复、无节律、固定模式的动作或发声,可累及多组无关联的肌群。基底节功能异常被认为是
果园中金龟子的发生为害程度与气温、土壤、湿度、施肥和套种作物的种类有关。水浇地、荒坡地、偏施草肥及树行间套种豆类作物的果园,金龟子数量多,为害重。金龟子是危害果树
针对传统半桥型模块化多电平换流器(MMC)无法阻遏故障电流,以及现有具备故障清除能力的MMC故障清除时间过长的问题,提出一种具有直流故障清除能力的主动接地式MMC拓扑.在传统
目的:   建立一种简单经济能够检测人体时钟基因启动子区甲基化水平的方法,检测帕金森病患者与正常老年人外周血白细胞基因组DNA时钟基因启动子区甲基化水平,比较二者之间
视频以其直观、高效等特性在数字电视、移动通信领域有着广泛的应用,视频技术也因而成为近年来的研究热点之一。视频压缩技术作为视频技术的一种,极大的促进了高清晰视频在实时