Hilbert Transform Approach to Central Wavelength Detection for Fiber Bragg Grating Sensors

Abstract

Fiber Bragg Izgara sensörlerinin doğruluğu ve hassasiyeti, yansıma spektrumlarındaki merkezi tepenin dalga boyunu tespit eden işaret işleme yaklaşımlarına bağlıdır. Şu ana kadar yapılan çalışmalarda, bu tip sensörlerde yapılarındaki elektronik elemanlardan ve çalıştıkları çevreden dolayı ortaya çıkan, sistemi ciddi şekilde etkileyen çok çeşitli gürültüler vardır. Ayrıca kullanılan ışık kaynaklarının eş faz uzunluğuna ve şiddetine bağlı olarak özellikle yansıma spektrumunda istenmeyen girişim gibi etkiler gürültü oluşturmaktadır. Bundan dolayı FBG sensörünün yansıma spektrumu gürültülüdür. Son yıllarda bu gürültünün etkisini azaltmak için, filtreleme teknikleri ve eğri uydurma yöntemleri vb. giderek önem kazanmaktadır. Bu çalışma, Hilbert dönüşümü yaklaşımının FBG sensörünün daha hassas merkezi dalga boyunun tespitini sağladığı ortaya konmaktadır. Bu yaklaşım oldukça pratiktir. Hilbert dönüşümü zaten bir filtre görevi gördüğünden, bu yaklaşım bir filtre tasarımı, ayrıştırma seviyeleri (Decomposition Levels) veya diğer yöntemlerde olduğu gibi başka herhangi bir karmaşık işlem gerektirmez. Önerilen yaklaşımın FBG sıcaklık sensörünün doğruluğunu ve ölçüm kabiliyetini geliştirdiğini göstermek için şimdiye kadar literatürde sunulan Dalgacık Gürültü Giderme Yaklaşımı ve önerilen yaklaşımın sonuçları karşılaştırılır. Sonuç olarak Hilbert dönüşümü yaklaşımının kesinlikle gerçek merkezi Bragg dalga boyu değerlerini daha iyi takip ettiği ve daha küçük bağıl hata gösterdiği sonucuna varılmıştır.