FBG(Fiber Bragg Grating)传感器是目前光纤光栅传感领域的研究热点之一,其被广泛应用于大型复合材料和混凝土的结构监测,智能材料的性能监测,电力工业,医药和化工等领域。FBG的解调技术是当前FBG传感技术研究领域的重点和难点之一,目前国内不少部门和研究单位对其解调技术进行了很多研究,但是大多数处于实验室研究阶段,离实用化、工程化,产品化的标准还有相当距离。 本文对光纤光栅传感器的基本理论和技术进行了系统的研究,主要内容包括:光栅的传感机理分析;对比分析了光纤光栅的常用解调方法,重点介绍了可调谐F-P滤波法解调原理;基于FPGA高速多路数据采集系统的设计方法与实验验证。 首先对光纤光栅传感器的研究现状和发展趋势进行了回顾和展望,系统分析了光纤Bragg光栅对温度、应变及压力的传感机理。光纤光栅的解调技术是光纤光栅传感器的关键技术,本文讨论了光纤光栅的波长解调方法,包括匹配光栅法、可调谐F-P腔法、非平衡Mach-Zehnder干涉仪法和可调谐光源法等,详细分析了可调谐F-P滤波器的特性和解调原理提出了一种基于FPGA的数据采集系统来进行解调光纤光栅波长的可调谐法布里-珀罗腔解调方案。 FPGA技术是高速信号处理的一有力工具。为了提高解调器的速度和精度,设计了基于FPGA高速信号采集系统,详细讨论了FPGA芯片的选型和系统设计方法,调试验证了其正确性与可靠性。