光纤F-P声发射传感器的信号解调系统

摘要

一种光纤F-P声发射传感器的信号解调系统。包括光学自校准激光光源模块、光环行器、光纤F-P声发射传感器、微弱信号光电转换模块、微弱信号调理模块、高速信号采集模块和信号处理模块；光环行器有三个端口，第1端口连接光学自校准激光光源模块；第2端口连接至光纤F-P声发射传感器；通过光纤F-P声发射传感器反射回来的信号经过第3端口连接至微弱信号光电转换模块；微弱信号光电转换模块、微弱信号调理模块、高速信号采集模块及信号处理模块顺序相连，信号处理模块完成信号的处理和分析。本信号解调系统解决了光纤F-P传感器连续在线工作过程中光源自校准、微弱信号处理的问题，提高了测量精度，简化了系统制备工艺，降低了成本。

主权项

一种光纤F‑P声发射传感器的信号解调系统，其特征在于：该系统包括光学自校准激光光源模块（1）、光环行器（2）、光纤F‑P 声发射传感器（3）、微弱信号光电转换模块（4）、微弱信号调理模块（5）、高速信号采集模块（6）和信号处理模块（7）；光环行器（2）有三个端口，光环行器（2）的第1 端口（8）连接所述的光学自校准激光光源模块；光环行器（2）的第2 端口（9）连接至光纤F‑P 声发射传感器（3）；通过光纤F‑P 声发射传感器（3）反射回来的信号经过光环行器（2）的第3 端口（10）连接至微弱信号光电转换模块（4）；微弱信号光电转换模块（4）连接至微弱信号调理模块（5）；微弱信号调理模块（5）连接至高速信号采集模块（6）；高速信号采集模块（6）连接至信号处理模块（7），信号处理模块（7）完成信号的处理和分析；所述的光学自校准激光光源模块中包含光强比较反馈查询电路、光纤F‑P 可调滤波器驱动电路和光纤F‑P 可调滤波器，通过所述的光学自校准激光光源模块中的光强比较反馈查询电路的自动校准功能来自动调整光纤F‑P 可调滤波器的工作电压，使所述的光学自校准激光光源模块的输出功率始终稳定在最小输出功率与最大输出功率的中间值；光学自校准激光光源模块（1）输出的光进入光环行器（2）的第1端口（8）后，从光环行器（2）的第2端口（9）输出至光纤F‑P声发射传感器（3），当光纤F‑P声发射传感器（3）感应到在检测范围内产生的声发射信号时，光纤F‑P声发射传感器（3）将获取的声发射信号反射回来进入光环行器（2）的第2端口（9），从光环行器（2）的第3端口（10）输出，将光环行器（2）的第3端口（10）输出的声发射信号传输到微弱信号光电转换模块（4），微弱信号光电转换模块（4）通过雪崩二极管前端的带通滤波器滤除其他光学信号噪声来获得真实的传感信号，然后进行光电转换处理将微弱的声发射信号转换为较弱的电信号，当微弱的电信号传送到微弱信号调理模块（5）时，微弱信号调理模块（5）通过多级次的放大和软硬件的交替滤波对信号进行调理，经过微弱信号调理模块（5）的信号被传送到高速信号采集模块（6），高速信号采集模块（6）中包括核心芯片A/D 转换器和FPGA，采集到的信号最后进入信号处理模块（7），信号处理模块（7）采用多维小波变换的方法进行去噪，并与快速傅里叶变换相结合对数据进行实时分析和处理，并加以显示到计算机上。