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改进剥层法实现FBG非均匀应变传感解调
  • ISSN号:1007-2276
  • 期刊名称:红外与激光工程
  • 时间:2015.12.25
  • 页码:3734-3739
  • 分类:TN214[电子电信—物理电子学]
  • 作者机构:f中国计量学院计量测试工程学院,浙江杭州310018
  • 相关基金:国家自然科学基金(61205082);浙江省自然科学基金(LQ14F050004)
  • 相关项目:光学低相干反射技术实现光纤光栅分布式传感测量的研究
中文摘要:

剥层法是重构光纤Bragg光栅(FBG)参数的常用方法 ,利用剥层法可以解调FBG非均匀应变。常规剥层法获得的FBG复耦合系数存在误差,为提高非均匀应变解调精度,提出基于剥层法的复耦合系数幅值修正改进方法。新方法在剥层求解当前层复耦合系数后,保留耦合系数相位,对耦合系数幅值进行修正,构成新的复耦合系数用于下一层反射谱的剥层求解。给出了改进算法求解非均匀应变的详细步骤和过程,并进行了仿真实验研究。利用传输矩阵法模拟仿真无应变、应变线性增大、应变线性减小以及二次曲线应变下的FBG反射谱,分别使用常规方法和改进的方法对各反射谱进行应变解调。结果表明:改进的方法获得的应变结果与理论应变有更高的一致性;不同理论应变下,改进的方法获得应变最大误差均值约为原始方法的1/5,均方根误差的均值约为原始方法的1/7,改进的方法解调误差远小于原始方法。

英文摘要:

Layer peeling algorithm is a common method of fiber Bragg grating(FBG) parameter reconstruction, which can be used to demodulate the inhomogeneous strain applying on FBG. The study found that conventional layer peeling algorithm cannot figure out the exact value of complex coupling coefficient, to increase the non-uniform strain demodulation precision, a improved layer peeling algorithm called complex coupling coefficient amplitude correction method was proposed. The improved method retained the phase of coupling coefficient, corrected the amplitude of coupling coefficient, and used the modified complex coupling coefficient on layer peeling calculation of the reflection spectrum. The following 4 reflection spectrums of FBG were obtained by the transfer matrix simulating method: without strain, strain increasing linearly, strain decreasing linearly and strain of quadratic curve, the strain results were calculated by both the conventional method and the improved method. The experiment shows that the strain results of the improved method are consistent with the input strain; With different theoretical strains, mean of the largest error of improved method is about 1/5 of conventional method, the mean of root mean square error is about 1/7 of the conventional one, the error is obviously much smaller.

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期刊信息
  • 《红外与激光工程》
  • 中国科技核心期刊
  • 主管单位:中国航天科工集团
  • 主办单位:天津津航技术物理研究所
  • 主编:张锋
  • 地址:天津市空港经济区中环西路58号
  • 邮编:300308
  • 邮箱:irla@csoe.org.cn
  • 电话:022-58168883 /4/5
  • 国际标准刊号:ISSN:1007-2276
  • 国内统一刊号:ISSN:12-1261/TN
  • 邮发代号:6-133
  • 获奖情况:
  • 1996年获航天系统第五次科技期刊评比三等奖,1998年获航天系统第六次科技期刊评比二等奖,1997-2001年在天津市科技期刊评估中被评为一级期刊
  • 国内外数据库收录:
  • 俄罗斯文摘杂志,荷兰文摘与引文数据库,美国工程索引,美国剑桥科学文摘,英国科学文摘数据库,日本日本科学技术振兴机构数据库,中国中国科技核心期刊,中国北大核心期刊(2004版),中国北大核心期刊(2008版),中国北大核心期刊(2011版),中国北大核心期刊(2014版),中国北大核心期刊(2000版)
  • 被引量:17466