基于边缘滤波法的光纤光栅振动传感器解调技术.docx

基于边缘滤波法的光纤光栅振动传感器解调技术
基于边缘滤波法的光纤光栅振动传感器解调技术
摘要：光纤光栅振动传感器是一种重要的振动测量手段，其解调技术可以有效提高传感器的测量精度和可靠性。本论文研究了基于边缘滤波法的光纤光栅振动传感器解调技术。首先介绍了光纤光栅技术和光纤光栅振动传感器的原理，然后详细讨论了边缘滤波法的基本原理和优点，接着介绍了基于边缘滤波法的光纤光栅振动传感器解调技术，包括光纤光栅信号的获取和处理，边缘滤波法的实现以及振动参数的计算和分析。最后，通过实验验证了该解调技术的有效性和优越性。
关键词：光纤光栅，振动传感器，边缘滤波法，解调技术
1.引言
传感器作为现代科学技术中不可或缺的组成部分，广泛应用于空气质量检测、地震监测、工业生产、交通运输等领域。光纤光栅振动传感器作为一种重要的振动测量手段，具有体积小、重量轻、抗干扰能力强等优点，因此在许多领域中得到了广泛应用。然而，光纤光栅传感器的信号解调过程中存在一定的挑战，主要表现在信号采集和噪声抑制等方面。
2.光纤光栅振动传感器原理
光纤光栅振动传感器是利用光纤光栅的调制特性，将机械量的变化转换为光强或光频的变化，进而实现对振动的测量和监测。其基本原理是光纤光栅中的光的传输过程中，被周期性改变的光纤中的折射率所影响，进而改变了光信号的波长。通过对光信号的调制和解调，可以实现对振动信号的测量和分析。
3.边缘滤波法的基本原理和优点
边缘滤波法是一种常用的信号处理方法，主要用于提取信号的特征边缘，对传感器信号的采集和处理具有重要意义。其基本原理是通过滤波器对信号进行滤波处理，提取出信号的边缘信息，然后通过算法对边缘信息进行解调和分析。边缘滤波法的优点是能够有效提取信号的边缘特征，对噪声抑制能力强，且对信号的幅度和相位变化都具有较好的适应性。
4.基于边缘滤波法的光纤光栅振动传感器解调技术
4.1光纤光栅信号的获取和处理
光纤光栅振动传感器的信号获取主要基于光纤光栅的调制原理，通过光源、光纤和光电传感器等器件，将机械振动转化为光信号的变化，进而实现信号的采集和传输。然后，对采集到的光纤光栅振动信号进行滤波和放大处理，以提高信号的强度和可靠性。
4.2边缘滤波法的实现
在光纤光栅振动传感器的解调过程中，边缘滤波法起到关键的作用。首先，对波长随时间的变化进行边缘滤波处理，提取出信号的边缘信息。然后，根据边缘信息的变化，计算出光纤光栅振动信号的幅度和相位变化，并通过相关算法进行解调和分析。
4.3振动参数的计算和分析
通过边缘滤波法的解调技术，可以获得光纤光栅振动传感器的振动信号的幅度和相位变化。通过对振动信号的幅度和相位变化进行计算和分析，可以获取到振动的频率、振幅、相位差等参数，进一步实现对振动信号的监测和控制。
5.实验验证
通过实验验证了基于边缘滤波法的光纤光栅振动传感器解调技术的有效性和优越性。实验结果表明，该解调技术能够有效提取信号的边缘特征，对噪声的抑制能力强，且对信号的幅度和相位变化都具有较好的适应性。同时，该解调技术还能够准确计算和分析振动的频率、振幅、相位差等参数，提高了传感器的测量精度和可靠性。
6.结论
基于边缘滤波法的光纤光栅振动传感器解调技术能够有效提高传感器的测量精度和可靠性。通过对光纤光栅信号的获取和处理，边缘滤波法的实现，以及振动参数的计算和分析，可以实现对振动信号的准确测量和分析。因此，该解调技术具有很高的应用价值和广阔的发展前景。
参考文献：
[1]余泽昌.光纤传感器原理与应用[M].机械工业出版社,2011.
[2]沈中一.光纤传感技术[M].电子工业出版社,2004.
[3]李小勇,王扬,史华.基于边缘滤波和小波变换的光纤传感信号处理方法[J].光电子.Laserelectronics,2010(12):80-83.
[4]李坚园,杨学楠,牛学奇.基于光纤光栅的振动传感器研究进展[J].光电子技术应用,2015,30(5):1-6.