一、光纤光栅传感器的调谐滤波检测技术（论文文献综述）
石彤[1]（2021）在《快速可调谐激光光源的多点采样光纤光栅解调》文中研究说明传感技术是指从自然信源的信号中提取所需的信息,进行识别、分析、处理的一种信息科学技术。传感系统通常由信号源,敏感元件,信号接收器和信号处理单元组成。其中,敏感元件采用光纤布拉格光栅（FBG）,传感信号为光信号的传感系统被称为FBG传感系统。FBG由于具有体积小精度高、耐高温耐腐蚀、无源性抗电磁干扰、传输距离远、便于复用和分布式应用等优点,在传感领域有着广泛的应用。可调谐激光光源光纤光栅解调技术是FBG传感系统信号解调技术的一种。本文基于调制光栅Y分支（MG-Y）可调谐激光光源设计了一种快速可调谐激光光源多点采样光纤光栅解调技术方案。主要内容包括:分析了MG-Y激光器的光源特性和技术参数,分析了光纤布拉格光栅的传感原理,通过改进基于MG-Y激光器的法布里珀罗（F-P）传感系统,构建了可调谐激光光源FBG传感系统;对模式耦合理论、FBG双波长解调算法、FBG Buneman频率估计解调算法,进行了理论分析和应用分析;提出了一种快速可调谐激光光源光多点采样光纤光栅解调算法,并利用Labview软件编写了相关的模拟振动程序,模拟解调程序、振动实验解调程序和加速度实验解调程序;基于使用光谱仪解调的Buneman频率估计解调算法,编写了一种适用于可调谐激光器解调法的解调程序作为解调结果的对比;分析了快速可调谐激光光源FBG解调,数据采集延时影响解调精度的问题和采样值跳变影响解调结果的问题,并针对这两种问题提出了一种补偿算法消除这些负面影响;提出了一种振动传感方案,一种加速度传感方案和其配套的标定方案,通过实验进行了验证;最后通过仿真和实验证实了该解调算法的理论分析结果,对两种算法进行了对比,并对本文提出的这种算法的未来发展进行了展望。通过改进算法,本文实现了快速可调谐激光光源FBG传感系统的较大范围、稳定、高速、高精度、自适应的多点采样解调。模块化和子程序化的设计使得补偿算法和整个解调程序具备进一步拓展功能的可能和良好的发展前景。单独运行解调模块的解调速度峰值能达到40k Hz以上,延时补偿后中心波长误差控制在1pm以内,具备自适应选取采样值计算的功能,能够完成中心波长偏移范围1nm的解调,并具备更大范围解调改进的空间,同时解决了采样值延时和突变带来的中心波长畸形和跳变的问题。
夏旭承[2]（2021）在《高速多通道光纤光栅传感解调关键技术研究》文中研究表明物联网技术作为推动人类社会迈向智慧型社会的重要力量,得到了充足的发展,其中尤以作为物联网感知重要手段的传感器为甚,其发展日新月异。光纤光栅传感器是一种新型传感器,具有无源,电绝缘及强抗电磁特性,突破了传统电子类传感器的应用场景限制,给物联网的发展带来更多的可能。但在航空航天、工业测量等高速动态领域,一要实现高频传感信息的高速解调,二要实现物理量的多点监测。传统的光纤光栅解调仪器由于解调频率的局限性,在动态测量领域未能充分发挥光纤光栅传感器的优点,而大多数能高速解调的系统往往价格昂贵且对环境变化敏感,无法满足监测需求。针对以上情况,本文开展了高速多通道传感解调技术的研究,实现了传感解调系统,对于进一步促进光纤传感在高频领域的应用具有重要的意义。本文的主要研究内容如下:1.从总体上设计了高速多通道光纤光栅传感解调系统,将本系统分为下位机硬件系统和上位机软件,实现了两者之间的通信与数据传输,并对光学器件进行选型。然后围绕高速和多通道两个方面,研究了传感解调系统的关键技术,提出了基于质心算法改进的寻峰算法,再通过温度补偿消除波长漂移并实现了多通道采集,最后优化了波长数据持久化的性能。2.设计并完成了光纤光栅解调系统的上位机软件。根据软件开发流程,上位机软件的开发分为了需求分析、方案设计、详细实现、系统测试四个阶段。该软件实现了传感解调系统的初始化、波长解调、波长信息显示、波长数据持久化等方面功能。3.光纤光栅解调系统的性能测试。通过温度控制实验分析了解调系统的波长精度为±2pm,波长稳定性为±1pm,解调波长线性度可达0.99994。通过振动实验验证了解调系统的动态解调能力且测出解调频率最大可达10kHz。
贺静[3]（2021）在《血运光学传感解调方法研究》文中提出互联网的飞速发展加速了整个社会的产业变革,伴随着5G通信、大数据以及人工智能技术的广泛应用,实现万物互联成为信息化时代发展的首要目标。传感器是物联网中不可或缺的组成部分,而光学传感器以其优良的性能备受关注。随着智能化探测精确度需求的不断增长,将光学传感技术与传统产业相融合成为未来发展的重要方向。获取精准的波长漂移量、提高传感系统的解调灵敏度成为保证物理量在线监测可靠性的研究重点。基于光栅传感器波长解调中的边缘滤波原理,本文研究了全光纤组合器件的传输特性,重点分析基于微谐振环的全光纤双路边缘解调性能,同时基于LabVIEW开发了光栅传感器的温度监测上位机软件;基于人体组织光学传播理论,提出了双波长多探测器的全方位血氧饱和度检测方案;在此基础上,提出将光栅温度传感与血氧饱和度光学探测相结合,实现温度与血氧的二元监测,为皮瓣的血运状态检测提供有效依据。本文的主要研究内容和创新点如下:（1）提出了全光纤组合器件应用于边缘线性解调的特性分析。依次研究全光纤单级马赫曾德尔干涉结构、全光纤多级马赫曾德尔干涉结构以及全光纤微环谐振器的工作原理,仿真结果表明:当两个耦合器为3dB耦合器时,单级马赫曾德尔干涉结构得到最大的输出光谱线性范围;当第二耦合角为0.25π,第一耦合角和第三耦合角的相加值为0.25π时,多级马赫曾德尔干涉结构具有最优的解调特性;全光纤微环谐振器的传输特性与归一化传输系数以及光纤损耗系数有关,且输出光谱线性范围随这两个参数的增大而增大。（2）提出了一种应用于光栅波长解调系统中的微谐振环全光纤双路边缘解调方案。采用传输矩阵法推导了上下两路输出谱响应的解析表达式,并对其传递函数和输出结果进行了仿真和分析。仿真结果表明:双通道波长解调的先决条件是微环累计相位与干涉仪臂间相位延迟比例为1/2。当微环无损耗时,解调精度随着微环耦合系数K的减小而增加,但波长范围变窄。输出特性满足数学表达式Tout1（k1,k2）=Tout1（π/2-k1,π/2-k2）。此外,不同的传输损耗因子α对传输频谱的影响也不相同。通过调整各种参数,详细探讨了两个端口的波长解调范围和精度之间的差异。最后基于LabVIEW开发了光栅传感器的温度监测上位机软件,实现了温度报警、实时温度监测、光谱图、参数设置以及历史数据复现功能。（3）提出了一种基于双波长多探测器的全方位血氧饱和度测量传感方案。首先建立生物组织光学模型,利用Monte Carlo仿真得到了光子的局部迁移路径,从而提出了双波长多方位的血氧饱和度测量结构,并进行了理论推导;随后分析人体组织中的摩尔吸收系数曲线,选取最佳光源650nm和850nm;在此基础上,将光栅传感器与血氧检测相结合实现温度与血氧的二元监测,设计了适用于皮瓣血运检测的光学传感系统;最后搭建了光电测试系统,对20名志愿者进行血氧以及温度值探测,实验结果表明:血氧的测量值与参考值相对误差处在-3.03%～2.11%,温度的测量值与参考值温差处在-0.3℃～0.4℃,两者数据较为接近,说明本方案提出的血运光电测试系统能够基本实现预期功能,进一步验证了该方案的可行性与准确性。
余超[4]（2021）在《光纤传感网络的解调系统及算法研究》文中提出在当今社会的各个领域中,智能化是未来发展的大趋势;生活中的各类物联网产品、汽车飞机的无人驾驶技术、雷达系统、设备结构监测、基础建筑的安全检测以及工业生产自动化及其机器人系统都需要更加智能的感知技术;这就对传感器的感知精度和速度提出了更高的要求,且需要覆盖范围更广、覆盖密度更高的传感器网络。以工业生产中智能机器人为例,智能机器人需要代替人类在极端的环境下进行大量的危险性高、重复率高、难度大以及长时间不间断的工作;这就需要可在极端条件下完成高精度感知多物理参量的传感网络;而基于光纤技术的传感网络系统以其体积小、灵敏度高、抗电磁干扰、耐腐蚀、电绝缘、可靠性高、便于复用等独特的优势广泛应用于类似上述的智能感知领域以及航空航天、石化工业、电力系统、结构检测、安全监控、工业生产等其他地方。根据目前智能感知领域的发展趋势,光纤传感技术正在朝着网络化、动态化、阵列化、多参量化方向发展;为了提高传感系统的探测范围、频率、灵敏度及分辨率,探寻新型的传感网络复用机理以及新一代大容量传感网络的动态解调技术已成为当前的研究热点和重点。为此,本文从光纤传感器的复用技术及对应的解调系统入手,结合当前成熟的光纤传感机理和信号处理算法分别设计了针对准分布式无源光纤光栅传感网络、分布式有源光纤光栅传感网络以及应用于时频分析的光纤振动传感系统三种新型信号解调方法。本文研究的三种解调系统具体内容如下所示:1.基于有理三次B样条插值和Hu不变矩特征检索（IMR）算法的准分布式光纤光栅传感网络的光谱解调方法。对于复用了四个光纤光栅（FBG）的准分布式传感系统,只需要在每个FBG的反射光谱内以20 pm为步长采集9个光功率数据点即可完成对每个光纤光栅上物理参量的解调。该方法的解调误差在±0.5 pm以内,进行一次扫描所需的平均时间约为0.02 s;因此,该解调系统可支持扫描频率为50 Hz的实时动态测量。2.基于变分模态分解（VMD）算法及分布式多纵模拍频技术的频分复用传感网络的解调方法。该方法从光信号的时域特性出发,使用变分模态分解算法将每个传感腔内产生的拍频信号从含有多模态分量的复用拍频信号中一一分解出来,并且很好地保留了每个腔内拍频信号的频域信息;这很好地解决了在复用系统中每个腔内拍频信号频谱重叠时对解调造成的影响,也大大增加了可复用传感腔的数量。3.基于时变滤波经验模态分解（TVF-EMD）算法及多纵模拍频传感技术的光纤振动传感系统的噪声分离及时频分析方法。该方法利用时变滤波经验模态分解算法将原始信号中含有振动信息的模态分量与多个强噪声模态分量分离开来,根据每个模态的频域特性识别出振动模态与噪声模态,再通过希尔伯特变换（HT）分析振动模态的时频特性。因此该方法不仅起到了很好的降噪效果,而且还可以分析每个时间点上的频率变化。
张帅兵[5]（2021）在《光纤光栅温度应变解调仪研究》文中认为温度和应变是反映工程结构受力和健康状态的重要参数,也是对关键基础设施进行灾变预警和科学管理的重要检测内容。在实际工程应用中,许多待测参数能够转换成温度和应变量进行检测。光纤布拉格光栅检测技术是一种较为新颖的检测技术,该技术检测原理是利用光纤光栅的中心波长对温度和应变敏感的特性,将其所处环境下的温度与应变转换为波长量。此外,光纤布拉格光栅具有检测寿命长、检测精度高、不受电磁干扰、抗腐蚀性强、可组检测网络等优点,将光纤光栅作为温度和应变检测传感器逐渐普及,解调设备的需求也随之增加。目前,市面上现有的解调仪,存在价格昂贵和部分性能指标不能满足高精度检测需求的问题。因此研制一款低成本、方便携带、低功耗、高解调精度、配备有适用于现场应用软件的光纤光栅解调仪具有重要意义。本文基于光纤光栅传感技术理论对已有解调方案进行分析、对比,选取了基于扫描激光器的光纤光栅解调方案,搭建了实验平台并完成了多通道解调的工程样机研制。本文主要工作在以下几个方面:（1）基于耦合模式理论,本文研究了光纤光栅的基本原理,主要包括:光纤光栅的光敏性、光学特性、传感特性,温度传感特性和应变传感特性;研究了目前应用较多的解调方案,包括:光谱仪检测法、边缘滤波检测法、匹配光栅检测法、扫描激光器检测法和可调谐F-P滤波器法,对比几种解调方案,分析了各个方案的优势和不足。（2）根据多种解调方案的分析和对比,本文选择了基于扫描激光器的解调方案,研究了基于扫描激光器解调方案的系统组成和本方案所需器件,选取合适的光电二极管,设计放大滤波电路,对多种拟合算法进行分析,分别应用了:一般多项式拟合算法、高斯拟合算法、三次样条插值算法、Voigt拟合算法和滑动平均拟合算法,选取最适合本方案的滑动平均拟合算法。对拟合后的数据进行三步定位寻峰,计算出中心波长。（3）基于微软基础类库编写了光纤光栅温度、应变解调仪上位机软件,该软件主要包括以下功能:对扫描激光器和数据采集卡等设备的设置,对温度、应变通道和光栅的控制,解调结果的展示窗口,和历史查询功能。将实验方案集成并制作了样机。（4）分析了本样机的性能指标,介绍了实验所使用装置。为了验证本解调仪的各项性能指标,设计了一系列温度、应变测试实验,分别对波长解调精度、系统解调线性、重复性、系统解调动态范围、系统解调容量等性能指标。实验结果表明,该样机的波长解调精度为±1pm、波长解调稳定性为±1pm、波长解调分辨率为1pm、系统解调速度为1Hz。此外,本文还对其他基于光纤光栅结构的传感器:位移传感器、土压计传感器和渗压计进行测试,其测试结果表现良好。
王润洁[6]（2021）在《可穿戴光纤人体生命体征监测智能服装关键技术研究》文中研究说明可穿戴传感器的发展大多是基于电感应原理,这类传感器主要测量电阻、电流和电压等电气特性的变化,但通常对电磁干扰比较敏感。光纤布拉格光栅（Fiber Bragg Grating,FBG）是一种非常重要的光学器件,在航空、航天、化工、电力、船舶、煤矿、土木工程等各个领域得到了广泛的应用。光纤光栅传感器相对于可穿戴电子传感器而言,天然地具有安全性能好、不受电磁干扰、灵敏度高、质量轻、体积小、易复用（联网）等优点,特别是光纤与织物纤维具有兼容性,使其能编织成真正可穿戴的“织物传感器”,提高了穿着的舒适度。因此,光纤光栅传感器是可穿戴应用中理想的传感元件。本论文工作结合国家自然科学基金、天津市重点研发计划等项目的研究内容与研究目标开展。以可穿戴阵列波导光栅解调系统为研究对象,论文的主要研究内容和重要成果如下:1、设计并研制出光纤光栅温度传感器和心音传感器。以丙烯腈、丁二烯、苯乙烯三种单体的三元共聚物对裸光纤光栅进行温度增敏封装;将光纤光栅粘在振动膜片上,以3D打印技术制作树脂材料的心音外壳,增强心音拾取效果。设计结果表明,温度传感器尺寸为25×4×2mm,温度灵敏度系数可达53pm/℃;封装后的心音传感器外径为38mm,厚度为4.5mm。通过双层中空布的方式,将光纤光栅传感器植入织物中,确保传感器与织物运动协调一致。2、提出了一种边缘滤波解调法和阵列波导光栅解调法相结合的窄带解调方案,此方案在窄带光源下可实现可穿戴光纤光栅智能服装人体温度信号的检测;在此方案基础上,通过增加窄带光源数量的方式拓宽波长解调范围,可实现人体心音信号的检测。3、设计并研制出基于阵列波导光栅解调系统的解调光电路,对解调系统输出信号进行IV转换、AD采集、低通滤波等处理并传输至上位机进行结果显示。实验结果表明:温度检测范围为35～42℃,误差为±0.1℃;系统可检测主要集中在50～100Hz频率范围内的心音信号,可识别出第一和第二心音,并计算出心动周期、心率、S1平均时限、S2平均时限和心力等特征参数,实现对人体心音信号的检测。
张婧蕾[7]（2021）在《基于光子探测技术的高分辨率光纤光栅传感系统研究》文中研究说明光纤布拉格光栅（FBG）传感器体积小、抗电磁能力强、复用性高,已在基础设施建设、航空航天等众多领域得到了广泛应用。FBG传感技术的关键是实现对FBG中心波长的高效解调,目前存在的解调方法都能解调出FBG的中心波长,但实际工程中经常涉及到微弱信号探测,传统解调系统的性能受探测器抖动和响应时间的限制,测量精确度和探测灵敏度很难再提高。所以设计一种传感性能好且适合微弱信号探测的解调系统对促进FBG传感性能的提高具有重要价值。将量子特性应用到传感领域并结合光子检测技术能够突破APD、PIN等传统光电探测器的量子噪声极限,实现高精度的测量。本文围绕基于光子探测技术的光纤光栅传感系统展开研究,主要内容包含以下四部分:1.介绍了光纤光栅传感的相关基本理论与解调方法,对比了已有的解调系统,介绍了基于光子探测技术的光纤光栅传感（PC-FBG）解调系统。2.介绍了PC-FBG传感系统的解调原理。利用蒙特卡洛仿真方法建立了仿真模型,分析了光源抖动和FBG传感器自身抖动对系统的灵敏度和波长分辨率等参数的影响,仿真结果表明,PC-FBG传感系统对光源抖动和FBG传感器自身抖动比较敏感,抖动越小传感系统的传感性能越好。3.在单波长PC-FBG传感系统的基础上,提出了双波长PC-FBG传感系统,介绍了其组成和解调原理。通过仿真对比了基于APD、PIN等传统光电探测器的FBG传感系统和基于单光子探测器的双波长FBG传感系统的传感性能,仿真结果表明,在单光子探测器的入射功率为0.5n W时,能够分辨出0.01pm的波长漂移量,APD、PIN光电探测器的入射功率为0.001W的情况下最多能分辨0.1pm的波长漂移量,表明PC-FBG传感系统更适合进行微弱信号的测量。4.对单波长PC-FBG传感系统进行了实验验证,通过实验分析了单波长PCFBG传感系统的波动性、波长分辨率及波长检测精度等传感参数,利用卡尔曼算法对系统进行了降噪处理以减小计数波动。实验结果显示,利用卡尔曼滤波算法进行去噪处理后,单波长-单脉冲PC-FBG传感系统的波长分辨率能够达到0.14pm;单波长-双脉冲PC-FBG传感系统在0.1℃的温度变化步长下,其波长分辨率为0.05pm,在2℃的温度变化步长下,系统的波长分辨率能够提高到0.013pm。
汤昕宇[8]（2021）在《基于BBWE-FBG解调算法的光纤光栅动态解调技术研究》文中指出光纤光栅（Fiber Bragg Grating,FBG）作为一种优质传感元件,具有其耐高温、抗腐蚀性高、抗电磁干扰等特点广泛应用于工业工程中的各个领域。光纤光栅解调技术一直是光纤光栅传感技术体系中的研究重点,特别是动态解调技术更是实际问题所需要的,本文从这一实际需要出发,对光纤光栅动态解调技术进行了相关研究。通过综述光纤光栅传感器及其解调技术的研究现状、光纤光栅的温度和应变传感机理,对常用的解调方案和解调算法进行了对比分析,详细介绍了一种基于Buneman频率估计所改进的Buneman-Bragg波长估计（Buneman-Bragg Wavelength Estimation,BBWE）-FBG解调算法,阐述了其在计算量、抗干扰、解调分辨率等方面的优势,并依托可调谐激光器解调法和光谱检测法分别进行了实验验证,论文的主要工作如下:（1）搭建了一套以分布式反馈激光器（Distributed Feedback Laser,DFB）扫频为核心的光纤光栅解调系统,整体系统由DFB激光器、驱动电路模块、温度控制模块、环形器、数据采集模块、光电转换等模块组成,其中解调算法选用了BBWE-FBG解调算法。搭建了温度控制实验系统对解调方案进行了静态温度实验,实验结果证明了该方案的可行性。（2）采用Bayspec光谱解调模块和宽带光源搭建硬件系统,解调算法选用BBWE-FBG解调算法,并与高斯拟合算法进行对比,在光谱采集速率为2k Hz,采样光谱最小光频间隔为0.156nm的条件下,解调分辨率可达0.028pm,明显优于高斯拟合的0.27pm分辨率,证明其解调分辨率和抗噪声性能的优势。论文进一步探究了该算法在不同光谱采集速率下的解调分辨率,实验结果证明控制温度为20℃光谱采集速率为2.5k Hz、5k Hz、7.5k Hz,以及采样光谱最小光频间隔为0.156nm的条件下,系统的解调分辨率分别可以达到0.032pm、0.154pm、0.24pm。（3）基于悬臂梁实验装置实验测试该动态解调系统的性能,结果显示:当悬臂梁固有频率为85Hz时,通过振动实验台提供外界动态信号,实验得到不同频率下动态解调得出的中心波长变化曲线以及幅频特性曲线都很稳定。本论文提出的方法为光纤光栅的动态解调提供了一种新的算法探索,并且有希望获得更高的动态解调分辨率。
韦少朋[9]（2020）在《基于光纤光栅的压力和快速响应温度传感器系统设计》文中指出目前,光纤光栅传感器作为一种新型传感器,具有抗电磁干扰、绝缘性能好、耐腐蚀、测量范围广等优点,广泛应用于工业、农业、军事、海洋环境等领域。本文针对海洋环境测量的实际工程需求,从理论上对基于光纤光栅的压力和快速响应温度传感器进行了深入的理论分析,并开展了相关的实验研究工作,主要研究内容如下:首先,在光纤光栅传感技术的基础上,对光纤光栅温度和压力传感原理进行理论分析和研究,提出了一种采用液态镓合金为增敏物质的光纤光栅温度传感方案和一种基于弹性膜片结构的悬空式光纤光栅压力传感方案。其次,利用仿真软件对光纤光栅温度传感器和压力传感器进行仿真,确定温度传感器和压力传感器封装结构的尺寸和材质,并实际设计和加工了压力和温度传感器。再次,设计以匹配法为原理的基于FPGA系统的解调方案,完成相关硬件与软件的设计。最后,通过实验测试分析传感器的响应特点和性能,对传感器的稳定性、重复性和动态响应进行实验测试,并对实验结果进行详细分析与研究。本文设计的光纤光栅压力传感器和快速响应温度传感器经过整合优化后,能够用来解决满足海洋环境测量需求的一体化压力和温度传感器,为新型海洋传感测量系统提供理论基础和实验支撑。
褚悦[10]（2019）在《FBG解调系统可调谐滤波器波长扫描非线性抑制方法研究》文中指出光纤布拉格光栅（fiber Bragg grating,FBG）传感器由于其体积小、质量轻、灵敏度高、便于复用、抗电磁干扰能力强等优势,近年来被广泛应用于各个领域。其中基于F-P可调谐滤波器的光纤光栅传感解调方法是光纤传感解调领域的关键技术,但是F-P滤波器由于压电陶瓷特性导致扫描波长非线性,影响到解调结果的稳定性。本文基于F-P可调谐滤波器的FBG解调方案,从硬件方面提出了基于长光程差迈克尔逊光纤干涉仪的光纤光栅传感解调系统,从软件解调算法方面提出了基于BP神经网络的光纤光栅解调算法,进行了解调验证。具体完成的工作如下:1.提出了基于长光程差迈克尔逊干涉仪的光纤光栅传感解调系统和非线性扫描下的解调算法,搭建了扫描光源模块,设计了迈克尔逊干涉仪。和传统宽带光源相比,本扫描光源具有线宽窄、相干长度长的特点。迈克尔逊干涉仪光程差为73.4 mm,在100 GHz的F-P标准具相邻的透射峰之间,可以插入多达48个可用于波长参考的干涉条纹极值点。2.通过在稳定温度和非稳定温度环境下的实验研究验证了长光程差迈克尔逊干涉仪对可调谐滤波器扫描非线性的抑制效果。实验证明,在6℃/min的平均变温速率下,基于标准具的解调波动幅度为±20.39 pm,标准差为7.08 pm,而基于干涉仪解调的波长波动幅度为±6.89 pm,将标准具解调结果抑制到33.79%,标准差为3.11 pm,降低到标准具的43.92%。实验结果验证了该干涉仪能够在非稳定温度环境下有效抑制滤波器扫描非线性,提升传感解调系统的稳定性。3.研究了神经网络的基本结构与算法原理,提出了基于BP神经网络的光纤光栅传感解调算法,并应用于基于标准具的光纤光栅传感解调系统。以F-P滤波器的扫描波长采样点为输入,参考波长为输出作为训练集,搭建了对FBG布拉格波长进行解调的四层BP神经网络。实验表明该算法在温度稳定下的解调精度为±1.65 pm,标准差为0.62 pm,将线性插值和三次样条插值法的解调波动降低到71.7%和76.7%,验证了BP神经网络可以在FBG解调中有效提高解调精度。通过以上工作,从硬件系统与解调算法两方面,在稳定温度和非稳定温度环境中,有效地抑制了由于滤波器扫描非线性造成的解调误差。
二、光纤光栅传感器的调谐滤波检测技术（论文开题报告）
（1）论文研究背景及目的
此处内容要求：
首先简单简介论文所研究问题的基本概念和背景，再而简单明了地指出论文所要研究解决的具体问题，并提出你的论文准备的观点或解决方法。
写法范例：
本文主要提出一款精简64位RISC处理器存储管理单元结构并详细分析其设计过程。在该MMU结构中,TLB采用叁个分离的TLB,TLB采用基于内容查找的相联存储器并行查找,支持粗粒度为64KB和细粒度为4KB两种页面大小,采用多级分层页表结构映射地址空间,并详细论述了四级页表转换过程,TLB结构组织等。该MMU结构将作为该处理器存储系统实现的一个重要组成部分。
（2）本文研究方法
调查法：该方法是有目的、有系统的搜集有关研究对象的具体信息。
观察法：用自己的感官和辅助工具直接观察研究对象从而得到有关信息。
实验法：通过主支变革、控制研究对象来发现与确认事物间的因果关系。
文献研究法：通过调查文献来获得资料，从而全面的、正确的了解掌握研究方法。
实证研究法：依据现有的科学理论和实践的需要提出设计。
定性分析法：对研究对象进行“质”的方面的研究，这个方法需要计算的数据较少。
定量分析法：通过具体的数字，使人们对研究对象的认识进一步精确化。
跨学科研究法：运用多学科的理论、方法和成果从整体上对某一课题进行研究。
功能分析法：这是社会科学用来分析社会现象的一种方法，从某一功能出发研究多个方面的影响。
模拟法：通过创设一个与原型相似的模型来间接研究原型某种特性的一种形容方法。
三、光纤光栅传感器的调谐滤波检测技术（论文提纲范文）
（1）快速可调谐激光光源的多点采样光纤光栅解调（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 1 绪论 |
| 1.1 研究背景和目的 |
| 1.2 光纤光栅传感 |
| 1.2.1 光纤光栅传感技术 |
| 1.2.2 光纤光栅解调技术 |
| 1.3 光纤光栅解调技术国内外研究现状及发展趋势 |
| 1.3.1 光纤光栅解调技术国内外研究现状 |
| 1.3.2 可调谐激光器光纤光栅解调发展趋势 |
| 1.4 本课题的研究意义 |
| 1.5 主要研究内容和创新点 |
| 2 多点采样FBG解调技术理论基础 |
| 2.1 可调谐激光器光纤光栅解调技术原理 |
| 2.2 光纤光栅傅里叶模式耦合理论 |
| 2.2.1 模式耦合理论 |
| 2.2.2 利用耦合模方程求解光纤光栅反射谱 |
| 2.2.3 基于耦合模理论的传输矩阵法 |
| 2.3 光纤光栅双波长解调算法 |
| 2.3.1 双波长解调原理 |
| 2.3.2 基于双波长的多点解调算法 |
| 2.4 基于Buneman频率估计的FBG解调算法 |
| 2.4.1 Buneman频率估计式 |
| 2.4.2 基于Buneman的 FBG解调算法及其改进 |
| 2.5 可调谐激光器解调系统存在的问题 |
| 2.5.1 时延问题及其可能存在的影响 |
| 2.5.2 采样值跳变问题及其能存在的影响 |
| 2.6 本章小结 |
| 3 快速可调谐激光光源多点采样光纤光栅解调算法设计 |
| 3.1 解调程序开发流程和思路 |
| 3.1.1 解调软件开发工具 |
| 3.1.2 解调软件设计思路 |
| 3.2 多点采样光纤光栅解调算法设计 |
| 3.2.1 算法总体框架 |
| 3.2.2 数据采集 |
| 3.2.3 核心算法 |
| 3.2.4 前面板设计 |
| 3.3 可调谐激光器解调技术问题的解决方案 |
| 3.3.1 延时问题解决 |
| 3.3.2 突变问题解决 |
| 3.4 对解调算法进一步改进的展望 |
| 3.5 本章小结 |
| 4 仿真系统集成与结果分析 |
| 4.1 仿真系统主要模块设计思路 |
| 4.1.1 光纤光栅反射谱模拟程序模块 |
| 4.1.2 对振动和数据采集相互关系的模拟 |
| 4.1.3 中心波长及其误差的存储显示对比 |
| 4.2 仿真系统集成 |
| 4.2.1 系统集成 |
| 4.2.2 解调速率 |
| 4.3 仿真结果与分析 |
| 4.4 本章小结 |
| 5 实验系统搭建与结果分析 |
| 5.1 可调谐激光器解调实验系统构成 |
| 5.1.1 硬件系统 |
| 5.1.2 软件系统 |
| 5.2 振动信号校正测量实验 |
| 5.2.1 振动实验传感器搭建 |
| 5.2.2 实验结果与分析 |
| 5.3 加速度测量实验 |
| 5.3.1 加速度实验传感器搭建 |
| 5.3.2 实验结果与分析 |
| 5.4 本章小结 |
| 结论 |
| 参考文献 |
| 致谢 |
（2）高速多通道光纤光栅传感解调关键技术研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| ABSTRACT |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 研究背景和意义 |
| 1.2 光纤光栅传感与解调技术概述 |
| 1.2.1 光纤光栅传感技术 |
| 1.2.2 光纤光栅传感解调技术 |
| 1.3 国内外光纤光栅传感与解调技术发展现状 |
| 1.4 本文的主要研究内容和章节结构 |
| 第二章 光纤光栅传感与解调技术研究 |
| 2.1 光纤光栅传感技术原理 |
| 2.2 光纤光栅在大容量上的复用技术 |
| 2.3 光纤光栅传感解调技术原理 |
| 2.3.1 光谱仪检测法 |
| 2.3.2 滤波器解调法 |
| 2.3.3 干涉仪解调法 |
| 2.3.4 可调谐光源解调法 |
| 2.3.5 衍射光栅解调法 |
| 2.4 本章小结 |
| 第三章 高速多通道光纤光栅传感解调系统及关键技术研究 |
| 3.1 光纤光栅传感解调系统总体设计 |
| 3.1.1 下位机硬件系统设计 |
| 3.1.2 上位机软件设计 |
| 3.1.3 光学器件选型 |
| 3.2 光纤光栅传感解调系统硬件与软件的信息交互及数据传输设计 |
| 3.2.1 串行通信模块 |
| 3.2.2 USB数据传输模块 |
| 3.3 高速多通道光纤光栅传感解调系统的关键技术研究 |
| 3.3.1 寻峰算法研究 |
| 3.3.2 波长漂移补偿方案设计 |
| 3.3.3 光开关多路通道采集方案 |
| 3.3.4 波长数据持久化性能优化 |
| 3.4 本章小结 |
| 第四章 传感解调系统上位机软件的研究与设计 |
| 4.1 Ibsen解调仪上位机软件的需求分析 |
| 4.1.1 功能设计要求 |
| 4.1.2 功能适用性要求 |
| 4.1.3 杂波的滤除要求 |
| 4.1.4 数据持久化要求 |
| 4.1.5 错误与处理要求 |
| 4.2 Ibsen解调仪上位机软件的方案设计 |
| 4.2.1 软件运行的平台配置概述 |
| 4.2.2 软件流程设计 |
| 4.2.3 软件结构设计 |
| 4.2.4 数据持久化设计 |
| 4.2.5 错误与处理设计 |
| 4.3 lbsen解调仪上位机软件的详细实现 |
| 4.3.1 人机交互界面实现 |
| 4.3.2 软件后台实现 |
| 4.3.3 数据持久化实现 |
| 4.3.4 杂波滤除的实现 |
| 4.4 Ibsen解调仪上位机软件的系统测试 |
| 4.4.1 功能测试 |
| 4.4.2 稳定性和兼容性测试 |
| 4.5 本章小结 |
| 第五章 高速多通道光纤光栅传感解调系统的性能测试 |
| 5.1 波长解调性能测试 |
| 5.1.1 波长解调精度 |
| 5.1.2 波长解调稳定性 |
| 5.1.3 波长解调线性度 |
| 5.2 波长解调频率测试 |
| 5.3 本章小结 |
| 第六章 总结与展望 |
| 6.1 论文工作总结 |
| 6.2 后续工作展望 |
| 参考文献 |
| 致谢 |
（3）血运光学传感解调方法研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| ABSTRACT |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 研究背景和意义 |
| 1.1.1 血氧饱和度检测技术 |
| 1.1.2 光纤光栅解调技术 |
| 1.2 国内外研究现状 |
| 1.2.1 血氧饱和度检测技术 |
| 1.2.2 光纤光栅解调技术 |
| 1.2.3 微环谐振器 |
| 1.3 论文的主要工作内容 |
| 1.4 论文的组织结构 |
| 第二章 耦合模理论及光纤光栅解调技术 |
| 2.1 光纤耦合模理论 |
| 2.1.1 耦合模方程 |
| 2.1.2 双波导耦合模理论 |
| 2.2 琼斯矩阵算法理论 |
| 2.3 光纤布拉格光栅解调技术 |
| 2.3.1 边缘滤波法 |
| 2.3.2 匹配光栅法 |
| 2.3.3 可调谐滤波法 |
| 2.4 本章小结 |
| 第三章 全光纤组合器件传输特性分析 |
| 3.1 全光纤单级马赫曾德尔干涉结构传输特性研究 |
| 3.1.1 全光纤单级马赫曾德尔干涉结构理论模型 |
| 3.1.2 解调特性仿真分析 |
| 3.2 全光纤多级马赫曾德尔干涉结构传输特性研究 |
| 3.2.1 全光纤多级马赫曾德尔干涉结构理论模型 |
| 3.2.2 解调特性仿真分析 |
| 3.3 全光纤微环谐振器传输特性研究 |
| 3.3.1 全光纤微环谐振器理论模型 |
| 3.3.2 解调特性仿真分析 |
| 3.4 本章小结 |
| 第四章 基于微谐振环的全光纤双路边缘解调方案 |
| 4.1 基于微谐振环的全光纤双路边缘解调系统方案 |
| 4.1.1 全光纤双路边缘解调系统 |
| 4.1.2 结构模型与理论分析 |
| 4.2 解调特性仿真分析 |
| 4.2.1 微环累计相位与干涉臂相位差对解调特性的影响 |
| 4.2.2 微环耦合系数对解调特性的影响 |
| 4.2.3 光纤耦合器耦合角对解调特性的影响 |
| 4.2.4 微环传输损耗因子对解调特性的影响 |
| 4.3 基于LabVIEW的光栅传感器上位机温度监测软件 |
| 4.3.1 LabVIEW图形化编程介绍 |
| 4.3.2 软件系统功能设计 |
| 4.4 本章小结 |
| 第五章 适用于皮瓣血运检测的光学传感系统方案 |
| 5.1 皮瓣血运检测光学传感系统整体框图 |
| 5.2 双波长多探测器的全方位血氧饱和度测量方案 |
| 5.2.1 光学组织传播理论 |
| 5.2.2 全方位血氧饱和度测量理论模型 |
| 5.2.3 全方位血氧饱和度测量系统方案 |
| 5.3 温度在线监测方案 |
| 5.4 传感系统实验数据分析 |
| 5.5 本章小结 |
| 第六章 总结与展望 |
| 6.1 总结 |
| 6.2 展望 |
| 参考文献 |
| 致谢 |
| 攻读学位期间发表论文情况 |
（4）光纤传感网络的解调系统及算法研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 研究背景与意义 |
| 1.2 光纤传感系统的原理、种类及应用场景 |
| 1.3 光纤光栅传感技术 |
| 1.3.1 普通无源光纤光栅传感系统 |
| 1.3.2 有源光纤光栅激光传感系统 |
| 1.4 论文的主要内容与组织架构 |
| 第二章 光纤光栅传感系统的解调技术及其研究现状 |
| 2.1 引言 |
| 2.2 光纤光栅传感的典型解调技术 |
| 2.2.1 普通无源光纤光栅传感解调系统 |
| 2.2.2 有源光纤光栅激光传感解调系统 |
| 2.3 光纤光栅传感的典型复用技术及解调系统 |
| 2.3.1 普通无源光纤光栅传感器的典型复用技术及解调系统 |
| 2.3.2 有源光纤光栅激光传感器的典型复用技术及解调系统 |
| 2.4 本章小结 |
| 第三章 普通无源光纤光栅传感网络的新型解调系统设计 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 普通无源光纤光栅复用传感系统的光谱比较原理 |
| 3.3 光谱数据处理及解调算法的原理介绍 |
| 3.3.1 反射光谱的数据采集与插值处理 |
| 3.3.2 光谱的分割重组及不变矩特征检索的原理 |
| 3.4 普通无源光纤光栅复用传感系统的设计与实验分析 |
| 3.4.1 基于Hu不变矩特征检索(IMR)算法的准分布式光纤光栅传感解调系统的设计 |
| 3.4.2 实验与分析 |
| 3.5 本章小结 |
| 第四章 有源光纤光栅激光传感器的新型解调系统设计 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 基于分布式多纵模拍频技术的单腔传感系统研究 |
| 4.2.1 基于分布式多纵模拍频技术的单腔传感系统设计与原理分析 |
| 4.2.2 基于分布式多纵模拍频技术的单腔传感系统的实验分析 |
| 4.3 基于变分模态分解(VMD)算法和分布式多纵模拍频技术的多腔传感解调系统的研究 |
| 4.3.1 变分模态分解(VMD)算法原理介绍 |
| 4.3.2 基于变分模态分解(VMD)算法和分布式多纵模拍频技术的多腔传感系统 |
| 4.4 本章小结 |
| 第五章 基于多纵模拍频传感技术的新型光纤时频振动解调系统设计 |
| 5.1 引言 |
| 5.2 基于多纵模拍频技术的光纤振动传感系统介绍 |
| 5.2.1 基于多纵模拍频技术的光纤振动传感系统设计与原理分析 |
| 5.2.2 基于多纵模拍频技术的光纤振动传感系统的工作原理 |
| 5.3 基于多纵模拍频技术的光纤振动传感系统地介绍 |
| 5.3.1 时变滤波经验模态分解(TVF-EMD)算法原理介绍 |
| 5.3.2 实验与分析 |
| 5.4 本章小结 |
| 第六章 总结与展望 |
| 6.1 总结 |
| 6.2 展望 |
| 致谢 |
| 参考文献 |
| 附录:作者在攻读硕士学位期间发表的论文 |
（5）光纤光栅温度应变解调仪研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| ABSTRACT |
| 第1章 绪论 |
| 1.1 课题研究背景和意义 |
| 1.2 光纤光栅及应用研究现状 |
| 1.2.1 光纤光栅研究现状 |
| 1.2.2 光纤光栅工程应用现状研究 |
| 1.2.3 光纤光栅解调仪分析 |
| 1.3 课题主要研究内容及论文安排 |
| 第2章 光纤光栅传感技术研究 |
| 2.1 光纤光栅基本原理 |
| 2.1.1 光纤光栅的光敏性 |
| 2.1.2 光纤光栅的光学特性 |
| 2.1.3 光纤光栅传感模型 |
| 2.1.4 光纤光栅温度传感特性 |
| 2.1.5 光纤光栅应变传感特性 |
| 2.2 光纤光栅解调方案 |
| 2.2.1 光谱仪检测法 |
| 2.2.2 边缘滤波检测法 |
| 2.2.3 匹配光栅检测法 |
| 2.2.4 扫描激光器检测法 |
| 2.2.5 可调谐F-P滤波器检测法 |
| 2.2.6 光纤光栅解调方法对比 |
| 2.3 本章小结 |
| 第3章 光纤光栅传感解调系统研究 |
| 3.1 光纤光栅解调系统设计 |
| 3.1.1 光纤光栅解调系统组成 |
| 3.1.2 光纤光栅解调方案设计 |
| 3.1.3 传感解调系统器件分析 |
| 3.2 光电探测器设计 |
| 3.2.1 光电二极管 |
| 3.2.2 供电模块设计 |
| 3.2.3 光电流放大与滤波设计 |
| 3.3 光纤光栅波长解调算法 |
| 3.3.1 系统拟合算法分析 |
| 3.3.2 系统寻峰算法分析 |
| 3.3.3 系统解调算法设计 |
| 3.4 本章小结 |
| 第4章 光纤光栅解调系统上位机软件设计 |
| 4.1 系统参数设置功能设计 |
| 4.1.1 设备检测与设置 |
| 4.1.2 扫描激光器参数设置 |
| 4.1.3 传感器参数设置 |
| 4.2 系统参数显示功能设计 |
| 4.2.1 系统解调波长显示 |
| 4.2.2 解调结果显示 |
| 4.3 历史查询设计 |
| 4.3.1 历史查询设计 |
| 4.4 本章小结 |
| 第5章 解调系统实验测试及结果分析 |
| 5.1 系统测试方案分析 |
| 5.1.1 系统性能指标分析 |
| 5.1.2 系统测试实验装置介绍 |
| 5.2 系统解调性能测试 |
| 5.2.1 系统波长解调精度测试 |
| 5.2.2 系统解调线性与重复性测试 |
| 5.3 基于光纤光栅结构的传感器测试 |
| 5.3.1 位移传感器测试 |
| 5.3.2 土压计传感器测试 |
| 5.3.3 光纤光栅渗压计测试 |
| 5.4 本章小结 |
| 第6章 结论与展望 |
| 6.1 结论 |
| 6.2 展望 |
| 参考文献 |
| 攻读学位期间取得的研究成果 |
| 致谢 |
（6）可穿戴光纤人体生命体征监测智能服装关键技术研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| abstract |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 课题的研究目的和意义 |
| 1.2 国内外研究现状 |
| 1.2.1 光纤光栅解调技术 |
| 1.2.2 硅基光子集成技术 |
| 1.2.3 智能服装 |
| 1.3 论文的研究内容及章节安排 |
| 第二章 光纤光栅传感原理及传感器制作 |
| 2.1 光纤光栅传感器基本原理 |
| 2.1.1 光纤光栅分类 |
| 2.1.2 光纤光栅传感原理 |
| 2.2 光纤光栅温度传感器 |
| 2.2.1 温度增敏封装原理 |
| 2.2.2 光纤光栅温度传感器封装 |
| 2.3 光纤光栅心音传感器 |
| 2.3.1 心音信号组成及其特点 |
| 2.3.2 心音传感器制作 |
| 2.5 本章小结 |
| 第三章 光纤光栅解调及其光子集成器件 |
| 3.1 光纤光栅解调方法和原理 |
| 3.1.1 非平衡M-Z干涉解调法 |
| 3.1.2 匹配光栅滤波解调法 |
| 3.1.3 可调谐窄带光源解调法 |
| 3.1.4 窄带光源边缘滤波法 |
| 3.1.5 阵列波导光栅温度解调法 |
| 3.1.6 阵列波导光栅心音解调法 |
| 3.2 阵列波导光栅解调光子器件 |
| 3.2.1 端面耦合器 |
| 3.2.2 输入输出光栅耦合器 |
| 3.2.3 多模干涉耦合器 |
| 3.2.4 阵列波导光栅 |
| 3.2.5 光电探测器 |
| 3.3 本章小结 |
| 第四章 阵列波导光栅解调软硬件设计 |
| 4.1 阵列波导光栅解调电路 |
| 4.1.1 微控制器电路 |
| 4.1.2 I/V转换电路 |
| 4.1.3 系统电源 |
| 4.1.4 光电探测器 |
| 4.1.5 VCSEL光源 |
| 4.2 阵列波导光栅解调软件 |
| 4.2.1 MDK5开发环境 |
| 4.2.2 控制器主程序 |
| 4.2.3 AD采集子程序 |
| 4.2.4 串口通信程序 |
| 4.3 心音信号处理算法 |
| 4.3.1 心音信号分析及处理流程 |
| 4.3.2 基于小波变换的心音信号提取算法 |
| 4.5 本章小结 |
| 第五章 阵列波导光栅解调实验 |
| 5.1 光纤光栅传感器植入服装 |
| 5.1.1 温度传感器的植入 |
| 5.1.2 心音传感器的植入 |
| 5.2 云服务器配置和运行 |
| 5.3 温度解调实验结果及分析 |
| 5.4 心音解调实验结果及分析 |
| 5.6 本章小结 |
| 第六章 总结与展望 |
| 6.1 本文工作总结 |
| 6.2 展望 |
| 参考文献 |
| 发表论文和参加科研情况 |
| 致谢 |
（7）基于光子探测技术的高分辨率光纤光栅传感系统研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| abstract |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 研究背景 |
| 1.2 光纤传感器分类 |
| 1.3 光纤光栅传感器的研究进展和应用进展 |
| 1.3.1 光纤光栅制作工艺进展 |
| 1.3.2 光纤光栅传感器的分类 |
| 1.3.3 光纤光栅传感器的应用进展 |
| 1.4 本论文的结构安排 |
| 第二章 光纤光栅传感理论基础与解调方法分析 |
| 2.1 光纤光栅传感理论 |
| 2.1.1 应变传感理论 |
| 2.1.2 温度传感理论 |
| 2.2 光纤光栅传感系统的解调方法 |
| 2.2.1 光谱仪解调法 |
| 2.2.2 匹配光纤光栅滤波解调法 |
| 2.2.3 可调谐F-P滤波解调法 |
| 2.2.4 边缘滤波解调法 |
| 2.2.5 非平衡马赫-曾德(M-Z)干涉法 |
| 2.2.6 非平衡迈克尔逊干涉法 |
| 2.2.7 基于光子探测技术的光纤光栅传感解调法 |
| 2.3 本章小结 |
| 第三章 基于光子探测技术的光纤光栅传感系统分析 |
| 3.1 PC-FBG传感系统的设计 |
| 3.1.1 PC-FBG传感系统的组成 |
| 3.1.2 PC-FBG传感系统的解调方法 |
| 3.2 PC-FBG传感系统的仿真验证 |
| 3.2.1 PC-FBG传感系统的仿真模型 |
| 3.2.2 蒙特卡洛仿真分析 |
| 3.3 PC-FBG传感系统参数分析 |
| 3.3.1 PC-FBG传感系统的波长检测灵敏度分析 |
| 3.3.2 PC-FBG传感系统的波长分辨率分析 |
| 3.4 双波长PC-FBG传感系统分析 |
| 3.4.1 双波长PC-FBG传感系统解调方法 |
| 3.4.2 双波长PC-FBG传感解调方法仿真分析 |
| 3.5 本章小结 |
| 第四章 基于光子探测技术的单波长光纤光栅传感系统实验研究 |
| 4.1 PC-FBG系统的实验验证 |
| 4.1.1 实验系统平台介绍 |
| 4.1.2 重复性实验与分析 |
| 4.1.3 系统的传感参数分析 |
| 4.1.3.1 系统空间分辨率分析 |
| 4.1.3.2 系统波长分辨率分析 |
| 4.2 系统波动性分析 |
| 4.2.1 未去噪数据波动性分析 |
| 4.2.2 卡尔曼滤波算法去噪 |
| 4.2.2.1 卡尔曼滤波算法原理 |
| 4.2.2.2 卡尔曼滤波算法去噪 |
| 4.3 单波长-双脉冲PC-FBG传感系统实验验证 |
| 4.3.1 实验系统图 |
| 4.3.2 实验测量结果 |
| 4.3.2.1 系统空间分辨率分析 |
| 4.3.2.2 双脉冲PC-FBG系统波动性分析 |
| 4.3.2.3 系统波长分辨率分析 |
| 4.4 本章小结 |
| 第五章 总结与展望 |
| 5.1 论文工作总结 |
| 5.2 后续工作展望 |
| 致谢 |
| 参考文献 |
| 攻硕期间取得的研究成果 |
（8）基于BBWE-FBG解调算法的光纤光栅动态解调技术研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 1 绪论 |
| 1.1 研究背景与意义 |
| 1.2 光纤光栅传感器发展与研究现状 |
| 1.2.1 温度传感器 |
| 1.2.2 应力、应变传感器 |
| 1.2.3 振动、加速度传感器 |
| 1.3 光纤光栅解调技术研究现状 |
| 1.4 论文结构及主要内容 |
| 2 光纤光栅解调技术基本理论 |
| 2.1 光纤光栅传感机理 |
| 2.1.1 光纤光栅理论模型 |
| 2.1.2 光纤光栅温度传感模型 |
| 2.1.3 光纤光栅应变传感模型 |
| 2.2 光纤光栅解调方案研究 |
| 2.2.1 光谱检测法 |
| 2.2.2 匹配光栅法 |
| 2.2.3 可调谐激光器法 |
| 2.2.4 可调谐F-P滤波器法 |
| 2.2.5 非平衡M-Z干涉仪解调法 |
| 2.3 光纤光栅解调算法研究 |
| 2.3.1 质心法 |
| 2.3.2 高斯拟合法 |
| 2.3.3 三次样条插值法 |
| 2.3.4 BBWE-FBG法 |
| 2.4 本章小结 |
| 3 基于可调谐激光器法系统分析设计与实验 |
| 3.1 系统光源选择 |
| 3.2 基于可调谐激光器法系统整体结构 |
| 3.3 系统软件设计 |
| 3.4 静态温度实验 |
| 3.4.1 温度控制系统的搭建 |
| 3.4.2 温度实验及其结果分析 |
| 3.5 本章小结 |
| 4 基于光谱检测法系统分析设计与实验 |
| 4.1 光谱检测法系统结构 |
| 4.2 系统软件设计 |
| 4.3 解调算法稳定性与分辨率比较实验 |
| 4.4 光谱检测法静态温度实验 |
| 4.5 光谱检测法动态解调实验 |
| 4.6 本章小结 |
| 结论 |
| 参考文献 |
| 致谢 |
（9）基于光纤光栅的压力和快速响应温度传感器系统设计（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 第1章 绪论 |
| 1.1 课题的研究背景及意义 |
| 1.2 海洋温度和压力检测技术的国内外研究现状 |
| 1.2.1 传统电学传感技术在海洋工程中的研究现状 |
| 1.2.2 光纤传感技术在海洋工程中的研究现状 |
| 1.3 本课题的主要研究内容 |
| 第2章 光纤光栅传感的理论基础 |
| 2.1 引言 |
| 2.2 光纤布拉格光栅结构和基本工作原理 |
| 2.3 光纤布拉格光栅传感原理 |
| 2.3.1 光纤布拉格光栅温度传感原理 |
| 2.3.2 光纤布拉格光栅应变传感原理 |
| 2.4 光纤光栅的解调技术 |
| 2.4.1 干涉法 |
| 2.4.2 衍射法 |
| 2.4.3 色散法 |
| 2.4.4 滤波解调法 |
| 2.5 本章小结 |
| 第3章 光纤光栅传感器的设计 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 温度传感器的结构设计与仿真 |
| 3.2.1 传感器的结构设计 |
| 3.2.2 传感器的理论分析与仿真 |
| 3.3 压力传感器的结构设计与仿真 |
| 3.3.1 传感器的结构设计 |
| 3.3.2 传感器的理论分析与仿真 |
| 3.4 本章小结 |
| 第4章 光纤光栅传感解调系统的设计 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 光纤光栅传感解调系统的设计方案 |
| 4.3 解调系统的硬件及软件设计 |
| 4.3.1 信号调理电路 |
| 4.3.2 模数转换电路 |
| 4.3.3 系统程序设计 |
| 4.3.4 上位机软件设计 |
| 4.4 解调系统的调试 |
| 4.5 本章小结 |
| 第5章 光纤光栅传感检测系统的实验研究 |
| 5.1 引言 |
| 5.2 传感器测试实验 |
| 5.2.1 温度传感器测试及分析 |
| 5.2.2 压力传感器测试及分析 |
| 5.3 解调系统的软硬件实验 |
| 5.4 本章小结 |
| 结论 |
| 参考文献 |
| 攻读硕士学位期间承担的科研任务与主要成果 |
| 致谢 |
（10）FBG解调系统可调谐滤波器波长扫描非线性抑制方法研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| abstract |
| 第1章 绪论 |
| 1.1 光纤光栅传感技术的应用 |
| 1.2 FBG传感解调方法发展概述 |
| 1.3 基于F-P可调谐滤波器的FBG解调技术研究现状 |
| 1.4 本论文研究的主要内容 |
| 第2章 基于F-P可调谐滤波器的FBG解调原理 |
| 2.1 FBG传感原理 |
| 2.1.1 FBG基本光学性能 |
| 2.1.2 FBG传感原理 |
| 2.2 F-P滤波器工作原理 |
| 2.2.1 压电陶瓷工作原理 |
| 2.2.2 压电陶瓷的迟滞特性 |
| 2.2.3 压电陶瓷的蠕变特性 |
| 2.2.4 压电陶瓷的温漂特性 |
| 2.3 F-P可调谐滤波器解调非线性抑制方法 |
| 2.3.1 参考光栅法 |
| 2.3.2 F-P标准具参考法 |
| 2.3.3 气室参考法 |
| 2.3.4 软件抑制方法 |
| 2.4 本章小结 |
| 第3章 基于长光程差干涉仪的FBG传感解调系统 |
| 3.1 整体方案设计 |
| 3.1.1 方案设计要求 |
| 3.1.2 系统硬件设计 |
| 3.2 长光程差干涉仪设计 |
| 3.2.1 干涉原理 |
| 3.2.2 解调原理 |
| 3.2.3 制作过程 |
| 3.3 光源设计 |
| 3.3.1 泵浦源 |
| 3.3.2 掺铒光纤 |
| 3.3.3 滤波器 |
| 3.3.4 其他无源器件 |
| 3.4 解调软件设计 |
| 3.4.1 采集过程 |
| 3.4.2 解调过程 |
| 3.5 本章小结 |
| 第4章 FBG解调波动抑制的实验研究 |
| 4.1 光源特性实验研究 |
| 4.2 干涉仪光学特性实验研究 |
| 4.3 环境温度稳定下的FBG解调实验研究 |
| 4.4 非稳定温度环境下FBG解调波动抑制的实验研究 |
| 4.4.1 非稳定温度环境下的实验设计 |
| 4.4.2 非稳定温度环境下的扫描非线性研究 |
| 4.4.3 非稳定温度环境下解调稳定性对比研究 |
| 4.5 本章小结 |
| 第5章 基于BP神经网络的FBG解调算法 |
| 5.1 BP神经网络的建模过程 |
| 5.1.1 神经网络建模 |
| 5.1.2 BP神经网络建模 |
| 5.2 解调算法 |
| 5.3 解调结果 |
| 5.4 本章小结 |
| 第6章 总结与展望 |
| 6.1 总结 |
| 6.2 展望 |
| 参考文献 |
| 发表论文和科研情况说明 |
| 致谢 |
四、光纤光栅传感器的调谐滤波检测技术（论文参考文献）
- [1]快速可调谐激光光源的多点采样光纤光栅解调[D]. 石彤. 大连理工大学, 2021(01)
- [2]高速多通道光纤光栅传感解调关键技术研究[D]. 夏旭承. 北京邮电大学, 2021(01)
- [3]血运光学传感解调方法研究[D]. 贺静. 北京邮电大学, 2021(01)
- [4]光纤传感网络的解调系统及算法研究[D]. 余超. 江南大学, 2021(01)
- [5]光纤光栅温度应变解调仪研究[D]. 张帅兵. 太原理工大学, 2021(01)
- [6]可穿戴光纤人体生命体征监测智能服装关键技术研究[D]. 王润洁. 天津工业大学, 2021(01)
- [7]基于光子探测技术的高分辨率光纤光栅传感系统研究[D]. 张婧蕾. 电子科技大学, 2021(01)
- [8]基于BBWE-FBG解调算法的光纤光栅动态解调技术研究[D]. 汤昕宇. 大连理工大学, 2021(01)
- [9]基于光纤光栅的压力和快速响应温度传感器系统设计[D]. 韦少朋. 燕山大学, 2020(01)
- [10]FBG解调系统可调谐滤波器波长扫描非线性抑制方法研究[D]. 褚悦. 天津大学, 2019(01)