基于LabVIEW的光纖布拉格光柵動態解調系統
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4 模擬機翼蒙皮結構監測實驗及結果分析
實驗利用四邊簡支(長×寬×厚=1 500 mm×250 mm×2 mm)，彈性模量E=68 GPa試件，模擬飛機蒙皮結構。在試件的中間位置粘貼一根光纖布拉格光柵，在室溫20℃時，其反射中心波長為1 536．529 nm。在實驗過程中，將HEV-02的激振器產生的垂直周期力加載到試件上，通過改變激振器的振動頻率和幅值來激發板結構做周期振動。利用LabVIEW軟件顯示實驗中信號的變化，數據采集和處理部分實現觀察輸出信號波形和信號的頻譜特性。本文引用地址：http://cqxgywz.com/article/159574.htm
圖4(a)，(b)所示都是在試件上加載30 Hz垂直周期力時的時域波形圖和經過快速傅里葉變換的頻譜分析圖，所不同的是圖4(a)是功放輸出電壓為2 V時所采集的信號及分析圖，圖4(b)是功放輸出電壓為4 V時采集的信號及分析圖。通過兩幅圖的對比顯示，當激振幅度增大，采集到的信號幅值也大，幅頻圖上相應的諧波分量也隨之增大。由此可見，利用長周期光柵的線性濾波準確測量試件的振動幅度。
圖5為系統采集到的電壓信號時域波形圖以及由FFT得到的頻譜分析圖。研究中選取頻率為2 500 Hz激振器激勵下的響應圖。實驗中，系統采集數據頻率為50 kHz，從頻譜圖中看出激振產生的能量集中頻段與施加載荷的頻率吻合。
本系統帶通濾波器設置為200 Hz～3 kHz，對動態信號的響應帶寬約為3 kHz，系統進行自動跟蹤，在2 500 Hz的激勵頻率下，對試件施加激勵，并對采集到的數據進行頻譜分析，結果證明系統有較好的響應速度，改變光電探測電路的反應速度可以改善這個指標。在200 Hz～5 kHz帶寬內，電路輸出的本底噪聲為100 mV，其分辨率為
。
5 結語
基于LabVIEW的光纖布喇格光柵動態解調系統實現了光纖布拉格光柵的動態解調。此方案相對于其他解調辦法，較容易實現。本文采用該系統對2．5 kHz以下的振動信號進行監測，結果表明系統在解調范圍內能較好地恢復出施加的激勵信號，很好的實現動態波長的解調，達到較高的信噪比和可靠性，并且抗電磁干擾能力強，可以實現低速沖擊，振動信號的實時、在線監測。
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