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FBG螺旋线沿线温度分布检测技术

专家
2013-03-12 15:21:16    评分

  介绍:

  本文主要是面对行波管可靠性分析需求,以行波管的管壳以及内部螺旋线温度测试为目标,对 FBG 传感器的基本原理,封装设计,检测系统软硬件进行了研究。首先分析了 FBG 温度传感器的原理和研究进展, 针对 FBG 温度传感系统的关键技术进行研究探讨。分析比较了 FBG 传感器的四种主流封装,聚合物封装、 半金属管封装、钢片封装以及毛细钢管封装,并根据行波管内部的环境结构,设计出一种新型的 FBG 传感器,用于螺旋线温度的测量。其次是设计了基于 LABVIEW 的上位机控制软件,该软件用于行波管的温度检测。主要是通过 RS232 串口转 USB 进行下位机与上位机的数据传输,采用 LabVIEW 的 VISA 模块获取原始数据,将采集到的光谱数据以波形图和表格的形式在界面上显示,同时利用波峰检测 VI 检测光谱的波峰位置和幅值,通过数据的处理和分析完成最终的温度测试。该软件还可以对需要的数据进行.lvm 格式的保存。

  应用方案:

  FBG温度传感器测试采用分布式FBG传感系统。分布式FBG传感系统是在一根光纤中串接多个FBG传感器,宽带光源照射光纤时,每一个FBG反射回一个不同布拉格波长的窄带光波。通过单一通道实现对多个测试信号的采集,减少了测试数据采集设备所需的通道数量,降低测试成本,并能够实现对待测物理量的分布(或准分布)测量。这种传感系统检测效率高,并易于形成传感网络。基于FBG传感器的温度传感阵列,可对行波管进行分布式测量。图1为行波管螺旋线测量侧视图和正视图。

  


  基于FBG传感系统的特点我们确定了温度分布检测系统的方案,主要是自行设计解调系统框架,利用自制的解调仪进行FBG解调测量。我们实验室的解调系统框架图如图2所示。从信号上可以划分为:光路部分和电路部分,两者之间连接是通过光电转换来完成的。光路部分由光源、耦合器、光纤和传感光栅以及可调谐F-P 腔组成。其作用是产生调制的光信号。电路模块由光路模块以外的部分组成。电路模块接受光路模块产生的光信号,进行光电转换与调协控制电压并行的A/D 转换,再经解调系统处理得出传感量值,最后连接PC 采集传感数据,利用软件将它显示出来。

  

 

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关键词: NI     FBG     LABVIEW     螺旋线    

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