【正文】 反射光進(jìn)入FP濾波器。六、研究條件和現(xiàn)存問題（一）研究條件　　 本項(xiàng)目的指導(dǎo)教師在該領(lǐng)域已有多年研究，在光纖光柵的動(dòng)靜態(tài)解調(diào)、惡劣環(huán)境結(jié)構(gòu)健康監(jiān)測等領(lǐng)域均有所成果，這些均為本項(xiàng)目的順利實(shí)施奠定了基礎(chǔ)。(2)自給供電系統(tǒng)與遠(yuǎn)程無線數(shù)據(jù)傳輸系統(tǒng)設(shè)計(jì)目前解調(diào)系統(tǒng)通常需要外接電源，自帶數(shù)據(jù)存儲(chǔ)和處理單元或者通過線纜連接到PC機(jī)進(jìn)行處理。但是這些產(chǎn)品目前主要有以下問題：(1)儀器均需配備外接電源；(2)價(jià)格昂貴；(3)屬于民用級，抗惡劣環(huán)境性能差；(4)數(shù)據(jù)傳輸不方便。這些不足使得目前在惡劣環(huán)境、野外壞境下使用光纖光柵測量系統(tǒng)帶來了不便。因此，各種光纖光柵傳感器，如應(yīng)變傳感器、溫度傳感器、位移傳感器、壓力傳感器、電流傳感器、加速度傳感器等，相繼問世，引發(fā)了傳感領(lǐng)域的一股熱潮，贏得了人們的青睞。同時(shí)濾波器由掃描電壓驅(qū)動(dòng)進(jìn)行全波段掃描，并與輸入的光纖光柵窄帶反射光進(jìn)行卷積，輸出光由光電探測系統(tǒng)進(jìn)行轉(zhuǎn)換。同時(shí)本項(xiàng)目組成員已學(xué)完電子基礎(chǔ)等課程，在后續(xù)的解調(diào)系統(tǒng)設(shè)計(jì)上有了理論知識儲(chǔ)備。本項(xiàng)目將采樣目前較為成熟的FP濾波法進(jìn)行解調(diào)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)，完成系統(tǒng)光路和電路設(shè)計(jì)、以及中心波長提取算法，實(shí)現(xiàn)光纖光柵動(dòng)態(tài)解調(diào)。目前國外國內(nèi)有數(shù)家公司已有光纖光柵解調(diào)儀產(chǎn)品，如美國Microoptic公司的Sm12Sm130；英國Smartfiber公司的Smart Scan；國內(nèi)如品傲光電、寧波杉工等均有自己的產(chǎn)品。二、研究目的和意義（一）項(xiàng)目研究的目的：鑒于目前光纖光柵主要有以下問題：(1)儀器均需配備外接電源；(2)價(jià)格昂貴；(3)屬于民用級，抗惡劣環(huán)境性能差；(4)數(shù)據(jù)傳輸不方便。光纖光柵傳感器作為新型光纖傳感器，除具有重量輕，抗電磁干擾、耐腐蝕、耐高溫等光纖傳感器的特點(diǎn)外，還具有許多獨(dú)特的優(yōu)點(diǎn)：可以實(shí)現(xiàn)絕對測量、具有更強(qiáng)的抗干擾抗腐蝕能力、易于組建各種形式的傳感網(wǎng)絡(luò)、測量結(jié)果具有良好的重復(fù)性和穩(wěn)定性等。通過對比光電轉(zhuǎn)換信號與周期掃描電壓進(jìn)而確定光纖光柵傳感陣列中心波長，實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)解調(diào)。（二）現(xiàn)存問題目前實(shí)驗(yàn)室已有Microoptics公司Sm125解調(diào)系統(tǒng)一套，寬帶光源一臺(tái)，這些均為項(xiàng)目中解調(diào)系統(tǒng)的調(diào)試和標(biāo)定提供了基礎(chǔ)。通常這些載荷變化屬于動(dòng)態(tài)信號，頻率在1KHz以內(nèi)。表1對目前常見的光纖光柵波長解調(diào)技術(shù)進(jìn)行了總結(jié)，并描述了各自特點(diǎn)。所以，我們會(huì)采用干涉法和濾波法更好地將光纖光柵從其系統(tǒng)當(dāng)中解調(diào)出來。鑒于光纖光柵良好的應(yīng)變傳感性能和優(yōu)良的抗電磁干擾、抗腐蝕能力及體積小等優(yōu)點(diǎn)，使得光纖光柵廣泛的應(yīng)用于橋梁、飛行器、海洋結(jié)構(gòu)等結(jié)構(gòu)健康監(jiān)測領(lǐng)域具有十分廣泛的應(yīng)用前景。本部分將選用microoptics公司的Fiber FabryPerot Tunable Filter(如圖2所示)，主要解決FP驅(qū)動(dòng)電路以及中心波長獲取算法設(shè)計(jì)，以實(shí)現(xiàn)高精度高穩(wěn)定性的光纖光柵波長解調(diào)。但本項(xiàng)目需要設(shè)計(jì)的解調(diào)系統(tǒng)各個(gè)器件均需購買，成本較為昂貴，本項(xiàng)目指導(dǎo)教師準(zhǔn)備自籌一定資金用于本項(xiàng)目的研究開發(fā)。（二）研究方法和研究對象　　 (1)光纖光柵動(dòng)態(tài)解調(diào)系統(tǒng)設(shè)計(jì)由于一般結(jié)構(gòu)健康監(jiān)測主要通過長期實(shí)時(shí)監(jiān)測結(jié)構(gòu)關(guān)鍵部位的應(yīng)力應(yīng)變載荷，例如常見的橋梁、公路、鐵軌、海洋結(jié)構(gòu)、飛行器、大壩等，通過監(jiān)測關(guān)鍵部位的應(yīng)力應(yīng)變變化能分析結(jié)構(gòu)的狀態(tài)，以便于及早的發(fā)現(xiàn)損失，減小損失。濾波法是指采用各種光濾波器，使指定波段的信號通過，而抑制其余波段的信號，以達(dá)到解調(diào)的目的。目前實(shí)驗(yàn)室常用光譜儀或單色儀對光纖光柵進(jìn)行波長解調(diào)，該方法特點(diǎn)是解調(diào)精度高，分辨率能達(dá)1pm以下，但是儀器成本高，體積大不適合工程現(xiàn)場使用。光纖光柵是波長型傳感器，其波長變化量與應(yīng)變或溫度成線性關(guān)系。（2）自給供電系統(tǒng)與遠(yuǎn)