光纖傳感空分復用下多點溫度與應力的監測顯示
將相關解調計算得到的fF-P帶入式(5),得到方程的解為:

在實際解調過程中,可取測量得到的原始FBG光譜峰值附近一定范圍的光譜數據做上述運算,得到分離后FBG的新光譜并進行高斯擬合,即可得到精確的FBG的中心波長位置。故該串聯復用能實現雙參數解調。
2 解調研究
2.1 FBG與F-P腔傳感串聯復用進行空分復用的解調
分析FBG與F-P腔傳感串聯復用可知,能同時實現對溫度和應變的高精度測量。通過對該串聯復用系統進行空分復用,能實現對多監測點的雙參數測量。以可調諧窄帶激光F-P腔做光源,可使各分路的光功率提高,提高系統的信噪比,解調范圍可控制。為此構建一個能同時測量溫度和應變,并且能大幅度提高精確度的空分復用系統。對該空分復用系統各路光纖進行解調設計的原理如圖2所示。本文引用地址:http://www.104case.com/article/159493.htm
首先用FPGA控制多路選擇開關,選擇具體的某路光纖。進入到光電探測器中,將光信號轉換為模擬電信號并用A/D轉換為數字信號。采集完數據并存儲于FPGA存儲器中,再進行下一路光纖數據的采集,如此循環,在一給定的時序內完成所有光路的數據采集,并將數據用數組存儲。最終通過對FPGA進行配置與編程,實現對存儲器的讀寫轉換,用RS 232數據線通過VB串口通信連接到計算機中進行處理,實現對溫度/應力的顯示。FPGA的I/O端口可擴展為多路開關和A/D轉換,進一步能實現對更多路的監測解調。
2.2 數值界面監控顯示
2.2.1 軟核配置與數據采集
以FPGA開發板EP2C8Q208為硬件平臺,在QuartusⅡ11.0的SOPC Builder里,設計NiosⅡ軟核處理器及功能模塊。直接調用Altera提供的IP核,功能模塊IP核經配置后,即可加入到系統中。此處添加的模塊有CPU,SDRAM,FLASH,PIO,SPI,M4KRAM,UART,DS等。其連接圖如圖3所示。
PIO模塊主要用來實現A/D的配置和控制;RAM為緩沖存儲塊,設置為雙端口RAM,一個端口寫,另一個端口讀;DS時鐘模塊進行時序控制;SDRAM隨機存儲器;FLASH程序下載固化時用;NiosⅡ軟件編程控制模塊,通過各模塊的配置以及NiosⅡ的程序來尋址IP核,完成數據的采集;以RS 232串口線完成FPGA與PC的連接,并由UART與編寫的VB串口實現通信。
2.2.2 數據串口通信
主要是將NiosⅡIDE main()里的數組尋址RAM模塊讀來的數據,傳送到VB串口接收窗口中,以NiosⅡ軟核處理器中的UART(RS 232)實現數據與PC通信。此處需在PC上用VB編寫一個串口通信端口來接收RAM里的數據。注意UART與VB接收端口的波特率必須一致,否則不能成功通信。以下為VB處理代碼:
(1)VB串口端口通信,由mscomm控件來完成通信,其初始化為:
(3)TxtReceive接收文本的數據,每過5 s刷新數據,并繼續接收由FPGA采集傳來的數據。由timer控件處理,其屬性Enabled為True,Interval為5 000,timer()事件為Form1.Text1.Text=串口調試軟件.TxtReceive.Text。確保引用接收到的數據是實時正確的。
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