双M-Z干涉光纤振动传感器与PGC解调技术在物联网中的应用研究

"物联网-智慧传输-基于双M-Z干涉型光纤振动传感器及其PGC解调技术的研究" 本文探讨了物联网智慧传输领域中的一个重要技术——基于双M-Z干涉型光纤振动传感器及其采用相位生成载波（PGC）解调技术的研究。物联网技术的发展离不开高效、精确的传感器，而光纤传感器因其独特的优点，如高分辨率、高灵敏度和宽动态响应范围，成为诸多应用场景的首选。特别是在振动监测、温度检测、液位测量、折射率检测、应变感知和湿度测量等领域，干涉型光纤传感器发挥了重要作用。 PGC调制解调技术是本文关注的核心，它具有高检测灵敏度、大动态范围和抗噪声能力，能有效避免随机相位衰落问题。结合数字信号处理芯片，该技术不仅能解决模拟器件的随机直流漂移问题，还具备良好的灵活性和可扩展性。 文章首先提出了一种级联型双M-Z干涉型光纤振动传感器的创新结构，其中调制端和传感端被分别置于每个M-Z干涉仪的一个干涉臂，通过单模光纤连接。同时，开发了一种基频混频的反正切-微分自相乘(Arctan-DSM)算法，该算法能够在降低系统采样频率的同时，提高抗光强干扰和抗总谐波失真的性能。通过仿真分析，证实了这一理论结构的正确性和实用性。 其次，文章设计了一种用于振动定位的级联型双M-Z干涉型光纤传感系统。两个相同的M-Z干涉仪通过单模光纤连接，共同感应振动信号。详细阐述了该系统的定位原理，并在MATLAB平台上进行了振动点位置的仿真测量，研究了延迟光纤长度和系统采样频率对定位精度的影响。 最后，作者构建了实际的级联型双M-Z干涉型光纤振动传感系统，包括干涉光路、预处理电路和数字解调系统三个部分，并进行了实验验证。实验结果表明，该系统能够准确解调余弦振动信号和啁啾振动信号，证明了其适用于各种信号解调的普适性。 这篇研究深入探讨了基于PGC解调的双M-Z干涉型光纤振动传感器在物联网智慧传输中的应用，展示了其在振动测量领域的潜力，为物联网技术的发展提供了新的思路和解决方案。关键词：干涉型光纤传感器，相位生成载波调制解调技术，振动测量，数字信号处理。