[發(fā)明專利]光纖激光傳感器動態(tài)信號解調(diào)方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201010505861.7
• 申請日: 2010-10-14
• 公開（公告）號: CN102003970A
• 公開（公告）日: 2011-04-06
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 高亮;劉盛春;陳向飛;殷作為
• 申請（專利權(quán)）人: 南京大學(xué)
• 主分類號: G01D3/028
• 分類號: G01D3/028;G01H9/00
• 代理公司: 南京天翼專利代理有限責(zé)任公司 32112
• 代理人: 黃明哲

1.光纖激光傳感器動態(tài)信號解調(diào)方法，其特征是首先建立傳感系統(tǒng)，傳感系統(tǒng)包括拍頻信號產(chǎn)生部分和信號解調(diào)部分，拍頻信號產(chǎn)生部分產(chǎn)生拍頻信號，并通過傳感探頭(3)接受動態(tài)信號，原始拍頻信號被動態(tài)信號調(diào)制得到調(diào)頻信號，調(diào)頻信號輸入信號解調(diào)部分，信號解調(diào)部分完成濾波、混頻處理，并通過調(diào)頻解調(diào)器(9)對調(diào)頻信號進行解調(diào)，得到調(diào)制信號，即動態(tài)信號，將調(diào)制信號經(jīng)AD數(shù)據(jù)采集卡(10)模數(shù)轉(zhuǎn)換后，送入數(shù)字處理電路(11)處理得到動態(tài)信號的頻率、加速度參數(shù)，其中調(diào)頻解調(diào)器(9)的輸出電壓至少在f_c-Δf_max至f_c+Δf_max的范圍內(nèi)與頻偏成線性關(guān)系，f_c和Δf_max分別為調(diào)頻解調(diào)器(9)能解調(diào)的調(diào)頻信號的載波頻率和最大頻偏。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的光纖激光傳感器動態(tài)信號解調(diào)方法，其特征是傳感探頭(3)采用多縱模光纖激光傳感器，它對應(yīng)力的響應(yīng)為：

dfN=-(Nc2nLdnn+Nc2nLdLL)=-fN(dnn+dLL)=-fN(1-pe)ϵ]]>

fN=Nc2nL]]>

其中ε是施加在傳感探頭(3)的縱向應(yīng)變，f_N為原始拍頻信號的頻率，p_e為傳感探頭(3)的光纖有效彈光系數(shù)，數(shù)值為0.22，N為大于零的整數(shù)，L是多縱模光纖激光器的腔長，n是傳感探頭(3)的光纖的有效折射率系數(shù)，c是真空中的光速，當(dāng)有一個動態(tài)信號作用在傳感探頭(3)上時，施加在傳感探頭(3)的縱向應(yīng)變呈周期性變化，表示為：

ε＝A_mcos(2πf_mt)

A_m為動態(tài)信號作用在傳感探頭(3)上微應(yīng)變變化的幅度，與動態(tài)信號的強度即動態(tài)信號的加速度成正比，f_m為動態(tài)信號的頻率，令k_N＝-f_N(1-p_e)，拍頻信號產(chǎn)生部分的輸出信號，在任一時刻t輸出信號的相位為：

最終從拍頻信號產(chǎn)生部分輸出信號為：

sN(t)=aNcos[2πfNt+kNAmfmsin(2πfmt)]]]>

其中a_N是最終從光電探測器輸出信號的幅度，s_N(t)為一個典型的調(diào)頻信號，也就是說動態(tài)信號對拍頻信號進行了調(diào)制，拍頻信號產(chǎn)生部分輸出信號為很多調(diào)頻信號的總和，載波信號為f_N，最大頻偏為k_NA_m，據(jù)此對調(diào)頻信號進行解調(diào)，得到動態(tài)信號的信息。