基于双边缘解调的光纤检测压力仪

引言：二十世纪世纪以来，计算机广泛应用对现代社会的影响巨大，带动了现代工业技术的蓬勃发展，现如今，现代工业在国民经济中已经属于主导地位，是衡量一个国家经济发展水平的重要因素。而在现代工业中，光纤的使用越来越普遍，在这种技术的生产过程中，压力是不可缺少非常重要的一个参数，光纤检测压力仪在工业生产中被广泛应用。在以光纤作为传感元件的检测压力仪中，存在着一项制约其技术发展的技术关键：寻找与压力传感器相适应的解调方法。这项研究内容备受各大学院研究人员的关注，本文就此方向，探讨基于双边缘解调的光线压力测试仪，从而使光纤技术得到进一步改善和技术性飞跃。

一、双边缘解调原理

在斜坡和台阶边缘中，进入边缘和离开边缘过渡时的二阶导数的符号相反（从负到正或者从正到负）。二阶导数的符号可以用于确定一个边缘是从亮到暗（负二阶导数）过渡还是从暗到亮（正二阶导数）过渡，这种现象就叫“双边缘效应”。如果让布拉格光纤反射光谱分别通过两个滤波特性有所不同的单边缘调解系统，就可以实现实现双边缘调解。双边缘的调解系统实际上会有两个完全不同侧的边缘，而其中每一个边缘所相对应的同一个波长都会输出不同的信号或光信号。

定义两个单边缘解调的系统输出的光信号的比值为：

上述公式都可以表明，双边缘解调的光纤检测仪要比单边缘的光纤检测仪的灵敏度提高了将近一倍，甚至要提高的更多。这样的工作能力表明双边缘可以解决很多单边缘无法解决的技术性问题，可以更大范围的在生产时向我们快速而精确的提供数据，还避免了单边缘检测仪会常常犯的一些灵敏度差的问题，这是一次技术上的革新。

双边缘工作的时候会使用两个滤波器，它们的传输谱是必须是相交选择的，相交的部分是测量其波长的有效范围，所以有一个交选越大测量范围则越大法则。而且为了加强器材的压力灵敏度，在研究中将波登管与光纤悬臂梁协调技术结合，研制光纤弹簧管压力检测器，提高对于灵敏度的测试。

二、检测压力仪

检测压力仪器是用于拿氦气、氮气当作介质的压力（耐压、保压）测试，和真空保压测试的仪器。有时候也会应用于制冷需要的充气试压。提高生产率、加强生产过程的科学性，节约人力成本。

此装置可同时给多台机器进行压力测试（样品），分别设定不同的测试参数。此过程中，就算没有任何泄漏，压力也会随着温度变化而变化，进行精确换算，让耐压性能测试的结果更加科学也更加可靠。加入这种双边缘解调的光纤检测压力仪之后，整个机制显得有条不紊，精确而又安全稳定的计算准确数据，保证测量数据的可靠性准确性。

三、双边缘的实验测试

采用MLPG为滤波器，利用两个滤波器输出的光强的比值对数和被测波长线性关系实现波长调节。其结构的稳定、制作简易、成本较低，而且含有5mm的交迭滤波带宽，提高了精确度，适用于实验室方面做的研究。

为了对双边缘调解的光纤压力检测仪进行灵敏度测试，采用测量压强与中心波长位置的原理进行试验。当它从宽带光源发出光然后进入传感的FBG，继而反射形成窄带光谱，弹簧管的压力传感器里，构成光纤弹簧管压力传感后检测，因为压力校验台上的标准的压力表和研究所用的双边缘压力测试系统内部联通，所以可以根据实验需要的压力将其逐步增压，以得到相应的压力值，继而记录下检测结果，列成表格，得出数据进行比较，这样的方式简洁而又方面精准。

系统的双边缘解调技术的研究是根据双边缘解调技术的光纤压力传感器监测系统研究得来的，它有两个输出端，一个输入端，这样的结构科学而简单，两个输出端的透射曲线和波长息息相关，具有良好的对程序，所以它也成为我们双边缘解调常常使用的检测压力的器件，具体数据制成表格后也显而易见。

四、结论

对于光纤传感器的测试仪来说，自然是灵敏度越大越好，上述描述的双边缘方式，具有线性关系好，结构稳定，灵敏度相对较高等等方面的特点，将此种解调系统调制函数 作为输出信号，可以最大限度并且有效和快速的减小光源波动和光纤的结构中链路对于光信号的强度的很大影响。双边缘解调的光纤检测压力仪因其成本低，结构简易，安全方便等等方面的先进性，投入市场一定会得到广泛的商业应用。

参 考 文 献

[1]杨洋 《仪表技术与传感器》 2008.09期.11-14

[2]吴朝霞 《光纤光栅传感原理及应用》 国防工业出版社 2013

[3]张森 《光纤传感器及其应用》 西安电子科技大学出版社2011

[4]张旭萍 《全分布式光纤传感技术》 科学出版社 2013.01

[5]张伟刚 《光线光学原理及应用》 南开大学出版社 2008.04