一种基于傅里叶变换的光纤氧气传感器系统技术方案

本发明专利技术提供一种基于傅里叶变换的光纤氧气传感器系统，包括：所述LED驱动模块，用于接收所述信号发生模块产生的激发光电信号，并产生相应强度为正弦波的激发光；所述光路部分，用于将所述激发光传输到光纤末端的氧敏感层，通过所述氧敏感层产生相应的荧光；以及将所述氧敏感膜处产生的荧光传输到所述光电转换模块；所述光电转换模块，用于将所述荧光转换成为荧光电信号；所述中央处理器模块，用于对所述荧光电信号和所述激发光电信号进行采样，并采用快速傅里叶变换的方式对采样结果进行分析处理，得到相应的氧气浓度数据。本发明专利技术实施例的传感器系统，成本低，体积小，且简单易行，具有极强的通用性，有效提高了氧气浓度检测的效率和可靠性。

【技术实现步骤摘要】
一种基于傅里叶变换的光纤氧气传感器系统
本专利技术涉及传感器设计领域，具体涉及一种基于傅里叶变换的光纤氧气传感器系统。
技术介绍
随着电子技术、计算机技术以及传感器技术的快速发展，氧气传感器逐渐应用普及，目前已经在工业生产、医疗医药和生物研究中发挥着重要作用，并产生巨大的经济效益。光纤传感器具有抗电磁干扰、耐事故能力强、精度高、本质安全等优点，在温度、位移和气体测量方面的均有广泛的应用。在未来，光纤传感器将具有广阔的发展前景。然而，现有的氧气传感器普遍存在检测效率较低，灵敏度较差的问题。傅立叶变换是一种分析信号的方法，它用正弦波作为信号的成分，可分析信号的成分，也可用这些成分合成信号。为方便傅里叶变换在计算机上的应用，发展出了快速傅里叶变换算法。快速傅里叶变换能够将一个周期性信号分解成为正弦信号的叠加，并体现在频域上。快速傅里叶变换在信号处理领域有着广泛的应用，在通信、图像处理、电声系统测量等方面发挥着重要作用。因此如何基于快速傅里叶变换算法实现氧气浓度快速检测成为目前业界亟待解决的需要课题。专利技术内容为此，本本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种基于傅里叶变换的光纤氧气传感器系统，其特征在于，包括：LED驱动模块、光路部分、信号发生模块、光电转换模块、中央处理器模块；/n所述LED驱动模块，用于接收所述信号发生模块产生的激发光电信号，并产生相应强度为正弦波的激发光；/n所述光路部分，用于将所述激发光传输到光纤末端的氧敏感层，通过所述氧敏感层产生相应的荧光；以及将所述氧敏感膜处产生的荧光传输到所述光电转换模块；/n所述光电转换模块，用于将所述荧光转换成为荧光电信号；/n所述中央处理器模块，用于对所述荧光电信号和所述激发光电信号进行采样，并采用快速傅里叶变换的方式对采样结果进行分析处理，得到相应的氧气浓度数据。/n

【技术特征摘要】
1.一种基于傅里叶变换的光纤氧气传感器系统，其特征在于，包括：LED驱动模块、光路部分、信号发生模块、光电转换模块、中央处理器模块；
所述LED驱动模块，用于接收所述信号发生模块产生的激发光电信号，并产生相应强度为正弦波的激发光；
所述光路部分，用于将所述激发光传输到光纤末端的氧敏感层，通过所述氧敏感层产生相应的荧光；以及将所述氧敏感膜处产生的荧光传输到所述光电转换模块；
所述光电转换模块，用于将所述荧光转换成为荧光电信号；
所述中央处理器模块，用于对所述荧光电信号和所述激发光电信号进行采样，并采用快速傅里叶变换的方式对采样结果进行分析处理，得到相应的氧气浓度数据。


2.根据权利要求1所述的基于傅里叶变换的光纤氧气传感器系统，其特征在于，还包括:信号放大模块；
所述信号放大模块，用于对所述光电转换模块产生的荧光电信号进行放大处理，并将放大处理之后的荧光电信号传输到所述中央处理器模块。


3.根据权利要求2所述的基于傅里叶变换的光纤氧气传感器系统，其特征在于，所述信号放大模块为多通道跨阻放大器。


4.根据权利要求1所述的基于傅里叶变换的光纤氧气传感器系统，其特征在于，所述中央处理器模块包括：数据采集模块、算法处理模块以及通信模块；
所述中央处理器模块具体用于，利用所述数据采集模块对所述荧光电信号和所述激发光电信号进行采样；利用所述算法处理模块采用快速傅里叶变换的方式将包含所述激发光电信号和所述荧光电信号的采样结果转变为相应频率信号的实部和虚部，通过反正切变换并作差得到相应的相位差，根据所述相位差得到对应的氧气浓度数据；以及利用所述通信模块将所述氧气浓度数据发送到预设的存储模块、上位机模块或显示模块。

【专利技术属性】
技术研发人员：周海洋，孙浩哲，夏鹏凯，
申请(专利权)人：北京林业大学，
类型：发明
国别省市：北京;11