FBG分布式應變重構方法及解調應用研究.pdf

1、光纖Bragg光柵（FBG）是現代光學傳感領域最重要的傳感元器件之一，廣泛應用于軍事和民用各領域，可實現多種物理量的傳感測量。應變是FBG直接傳感量之一，檢測均勻應變時，FBG反射譜的中心波長（即Bragg波長）變化量與被測應變成正比，通過檢測Bragg波長變化量即可解調出應變。而當FBG檢測非均勻應變時，反射譜發(fā)生畸變，不再呈現單峰形狀，雖然非均勻應變與反射譜仍存在對應關系，但是FBG非均勻應變解調遠比均勻應變解調復雜。由于一些特殊場

2、合非均勻應變檢測的需求，基于FBG的分布式應變檢測成為FBG傳感技術的一個重要研究方向。本文對FBG軸向分布式應變的重構方法及解調應用進行了研究，主要內容如下：
　　首先，在深入了解FBG的折射率調制模型和光傳輸理論的基礎上，探討FBG傳感原理，比較FBG現有基本重構及解調方案。
　　其次，分析了基于剝層算法（LP）的FBG軸向分布式應變重構方法，提出了復耦合系數常幅值改進剝層算法（QAC-LP），并進行了仿真驗證，研究結果

3、表明QAC-LP重構精度遠優(yōu)于LP；同時，采用多項式初始化（PFI）的思想，對兩種優(yōu)化算法（遺傳算法、粒子群算法）進行了仿真研究，研究結果表明PFI法有效提高了優(yōu)化算法的重構效率。分析比較不同重構實現方案速度精度及適用范圍，研究結果表明基于PFI的遺傳算法在FBG分布式應變重構時綜合性能最佳。
　　再者，利用光學低相干反射（OLCR）原理實現FBG反射譜檢測，并將基于PFI的遺傳算法應用于OLCR-FBG動態(tài)掃描檢測系統(tǒng)，開發(fā)了基