在追求更高精度的传感技术领域,光纤Bragg光栅(FBG)传感器因其卓越的性能和广泛的应用潜力而备受关注。然而,传统的解调系统往往体积庞大、价格昂贵且不便于现场使用,这些缺陷严重限制了FBG传感器在实际应用中的发展。近年来,一些微型光谱仪以其小巧、经济的特点获得了市场,但它们所提供的光谱分辨力仅有0.1nm左右,远未能满足FBG解调所需pm级别的精度。
为了克服这些挑战,本文提出了一种基于F-P可调谐滤波器和波长基准器、结合插值-相关谱法处理技术的新型高精度光纤Bragg光栅传感器解调方法。这一方法通过在原始光谱中每相邻两点间线性插入一定数量点,再利用相关谱法来计算Bragg波长漂移量,不仅能够有效抑制噪声,还能实现对温度、应变等外界参量变化进行高精度测量。
文章首先回顾了FBG传感器原理及其工作机制,然后详细介绍了基于插值-相关谱法的一般原理,并分析了这种方法与峰值检测法相比具有更高效率和更好的信噪比。此外,该文还通过实验验证了这一理论,在一个专门设计的小型化实验装置上测试了不同条件下的系统性能,并展示了一系列实验结果,包括对温度变化响应性的测试,以及不同插值点数对最终分辨力的影响分析。
总之,本文提出的新型解调方法为提高FBG传感器测量精度提供了一种有效途径,其创新之处在于结合线性插值与相关谱法,以此提高信号质量并减少噪声干扰,从而使得Bragg波长分辨力达到1 pm,温度测量误差控制在±0.2℃内,为各种工程监测和科学研究提供了一套实用、高效且灵活的手段。