基于体积相位光栅解调的光纤光栅高精度温度监测系统

本文主要探讨了一种基于体相位光栅色散解调的布拉格光纤光栅温度监测系统的设计与实现。这项研究针对的是光纤布拉格光栅分析仪（FBGA）的应用，它是一种高精度的温度传感器技术。系统的核心组成部分是FBGA的解调模块，该模块负责捕捉并处理光纤光栅反射回来的光信号，特别是其峰值波长。 在实验中，通过FBGA的数字信号处理模块，研究人员能够实时获取到光纤光栅反射光的峰值波长变化，这一特性使得系统能够对环境温度进行精准的测量。通过拟合峰值波长与温度之间的关系，建立了一个有效的温度-波长模型。利用LabVIEW编程语言，设计了上位机程序来解析和处理这些数据，实现了系统的自动化控制和数据解析。 该系统具有较高的测量精度，与恒温箱的温度比较，温度误差控制在±0.5℃的范围内，这表明其在实际应用中具有很好的稳定性。此外，系统响应速度快，响应时间小于0.5秒，这使得它能够在短时间内对温度变化做出反应，具有良好的动态性能。其温度灵敏度约为0.1℃，这意味着即使微小的温度变化也能被准确地检测出来。 重复性是衡量传感器性能的重要指标，文中提到当置信概率为95.40%时，重复性指标达到±0.0210%，这表明系统的温度测量结果具有很高的重现性，适合于长期稳定监测和精确测量需求。 基于体相位光栅色散解调的光纤光栅温度监测系统提供了一种高效、准确且快速的温度测量解决方案，对于许多需要高精度温度监控的领域，如工业过程控制、环境监测、航空航天等具有重要意义。在未来的研究中，可能还会进一步优化算法，提升系统性能，以满足更广泛的应用需求。