多維多參量光纖光柵無線傳感器網絡系統(tǒng)的實驗研究.pdf

1、光纖光柵傳感技術具有可靠性好、抗干擾能力強、體積小、重量輕、靈敏度高、抗腐蝕、不受潮濕環(huán)境的影響等諸多優(yōu)點。但受到光源帶寬和光纖鏈路鏈接的影響不利于實現大規(guī)模組網。無線傳感器網絡是由大量傳感器節(jié)點通過無線通信技術自組織構成的監(jiān)測網絡。它能夠實現將數據的采集量化、數據的處理融合以及數據的傳輸應用諸功能集成于一個傳感器節(jié)點，并通過節(jié)點間無線互連實現大規(guī)模的傳感網絡。本研究在保障光纖光柵傳感技術抗干擾、高靈敏度等技術優(yōu)勢的同時，通過結合無線通

2、信技術，設計并實現了基于光纖光柵為傳感單元的無線傳感器網絡。主要研究內容及結果如下：
　　 ⑴設計實現了適用于光纖光柵無線傳感器網絡的振動、壓力、溫度以及三維應力傳感器。其中，溫度和壓力傳感器具有良好的線性響應曲線。溫度傳感器的感測范圍在0～105℃，分辨率為0.5℃，壓力傳感器的感測范圍為0～30kN，分辨率22N；振動傳感器具有較寬的探測范圍，在0～6kHz的范圍內最大誤差為0.5％，同時具有溫度補償功能，穩(wěn)定性高；三維應力

3、傳感器通不僅可以探測外力的大小，還可以測量施加外力的方向，力的大小誤差不超過1.58％。
　　 ⑵設計實現了光纖光柵傳感器解調模塊。利用摻鉺光纖ASE譜形的線性邊沿，選用線性濾波解調方法，實現了感測物理量的信息解調。此方案不僅節(jié)約了系統(tǒng)設計的成本，而且實現了解調模塊的全光纖化，并且可普遍適用于壓力，溫度，應變，振動等各待測量的解調實現。
　　 ⑶合作設計并實現了光纖光柵無線傳感器網絡節(jié)點。結合項目需求，設計出了小型化、低