VC++光纤光栅测温信号采集和处理软件设计(2)
时间:2017-05-14 22:07 来源:毕业论文 作者:毕业论文 点击:次
现代信息技术是由信息的采集、传输和处理技术组成，信息的获取主要是依靠传感器和探测器，于是给传感器的发展提出了更高的要求。光纤传感技术代表了新一代传感器的发展趋势。 光纤光栅（Fiber Bragg Grating，FBG）作为一种新型的光无源器件，因其具有其他传感器无可比拟的优良特性，在光纤激光器、光纤传感器以及声光调制器等方面的研制与开发日益受到重视。光纤光栅是在光纤的纤芯上用紫外侧或相位掩膜的方法写入光栅，由于FBG具有光纤的优越性（体积小、重量轻、高灵敏、高精度、自参考性、可集成性、抗电磁场、兼容性以及适应恶劣环境等，又具有温敏和压敏特性），同时与传统的传感器相比，FBG传感器具有本质防爆、对电绝缘、无感应性、化学稳定性、时域变换性、可操作性、大容量等优点，其应用范围广泛，可以与遥测技术相配合，实现非接触式的远距离测量和控制。因此，光纤光栅在光纤传感领域中扮演着越来越重要的角色，尤其在一根光纤中可写入多个光栅，形成FBG串，制成多种拓扑结构的阵列，将此阵列埋入材料内部或黏贴在表边，可实现对材料的特性（如温度、压力、应变）及结构的多点检测。 在光纤光栅传感器多元化的发展背景下，许多大型应用场合，如雷达、通信、声纳、图像、图形处理、智能仪器、科学实验、无损检测等，特别是在实时性要求高的情况下，人们都需要设计与应用高速数据采集、高速数据存储、高速数据信号处理系统，以在极短时间内获取、存储和处理大量的数据。 随着光纤光栅传感器工业性应用规模的扩大和过程复杂过程的增加，用户的要求越来越高，新问题越来越复杂，使得工业监控数据采集与处理系统软件面临着巨大的挑战。在此种趋势下，设计人员必须考虑以下关键问题： （1）软件的集成化 （2）数据共享性 （3）异构平台数据的访问能力 （4）软件升级容易并在升级时保证向后的兼容性 （5）对系统支撑平台的最少依赖性 （6）集成其他软件的能力 1.2 光纤光栅测温系统的国内外研究发展概况和应用前景 自1989年Morey首次提到将光纤光栅用作传感以来，FBGS受到了世界范围内的广泛重视，并且已经取得了持续和快速的发展。目前，光纤光栅传感器主要有光纤光栅温度传感器、光纤光栅应变与位移传感器以及振动与加速度传感器、光纤光栅压力传感器、光纤光栅电磁传感器、光纤光栅水声以及液体变化传感器、用于氢以及碳氢化合物检测的光纤光栅传感器、光纤光栅折射率传感器、光纤光栅扭矩传感器等。 在国外，自FBGS于1990年首次埋入环氧纤文复合材料中以及1992年首次埋入混凝土梁中以来，光纤光栅传感器被广泛应用于一些大型结构工程如桥梁、大坝、公路、铁路、管道、大型建筑、矿井、船舶、汽车、石化、电力、核工程、海洋工程、岩土工程等，以及航空航天飞行器的自适应智能复合材料机翼、部件载荷与应力状态、气流、机体温度、发电机压力与温度等多部位多参数的检测，以实现机体和部件的疲劳、健康状态监测和评估等，还有船舶或舰艇结构的健康监测、电力设施的安全监控、石油化工储运安全及管线泄漏监测、环境与有害物质的监测、医疗高级检测与介入性治疗、地震检波、水下声压、身份识别与视觉触觉传感等等。光栅也可以替代其他类型结构的光纤传感器，用于化学压力和加速度传感中。美国的MICRON-OPTICS公司所研制的FBG应用系统Si425，可同时测量多达4路512个FBG传感器，扫描范围50nm，分辨力1pm，测量频率可达到244Hz (责任编辑：qin) |