面向过程控制的光纤传感网络多状态监测系统
CSTR:
作者:
作者单位:

(长春电子科技学院, 长春 130114)

作者简介:

秦 颖(1978-),女,硕士,副教授,主要研究方向:电子信息、无线通信等;

通讯作者:

中图分类号:

TN98;TM406

基金项目:

国家自然科学基金项目(61703056).通信作者:李居尚 E-mail:qinying19780904@sina.com


Multi-state Monitoring System of Optical Fiber Sensor Network for Process Control
Author:
Affiliation:

(Changchun College Of Electronic Technology, Changchun 130114, CHN)

Fund Project:

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    摘要:

    为了实现对工业过程控制的实时监测与在线控制,设计了基于光纤传感网络的多状态监测与反馈控制系统。系统由扫频激光器、光纤解调模块、PC处理模块、光纤传感网络及状态控制单元组成。提出了一种多状态监控算法,将温度与应变的各点位FBG波长响应值进行权重组合,然后与4种常见的状态异常情况进行映射建模,再通过状态分析,给出反馈调整参数。实验采用罐内温度场与罐外应力场采集的方式,对应变0~5000με与温度30~150℃的在线检测进行标定。结果显示,校正后的应变灵敏度为0.49pm/με,温度灵敏度为7.46pm/℃。反馈控制对状态波动具有在线调整能力,不同异常类型的反馈时间不同。4种情况校正后的温度与应变波长偏差均小于±1℃和±50με,验证了系统的可行性。

    Abstract:

    In order to realize real-time monitoring and online control of industrial process control, a multi-state monitoring and feedback control system based on optical fiber sensor network was designed. The system was composed of frequency sweep laser, fiber demodulation module, PC processing module, fiber sensor network and state control unit. A multi-state monitoring algorithm was proposed, which combined the FBG wavelength response values at each point of temperature and strain with weights, and then mapped to model four common state anomalies, and then gave feedback adjustment parameters through state analysis. In the experiment, the temperature field inside the tank and the stress field outside the tank were collected, and the online detection of the strain 0~5000με and the temperature 30~150℃ was calibrated. The results show that the corrected strain sensitivity is 0.49pm/με and the temperature sensitivity is 7.46pm/℃. The feedback control has the ability to adjust the state fluctuation online, and the feedback time of different abnormal types is different. The deviations of temperature and strain wavelengths after correction in four cases are between ±1℃ and ±50με, respectively. The feasibility of the system is verified.

    参考文献
    相似文献
    引证文献
引用本文

秦颖,李居尚.面向过程控制的光纤传感网络多状态监测系统[J].半导体光电,2023,44(6):950-954. QIN Ying, LI Jushang. Multi-state Monitoring System of Optical Fiber Sensor Network for Process Control[J].,2023,44(6):950-954.

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  • 收稿日期:2023-08-11
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  • 在线发布日期: 2023-12-27
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