FBG陣列與Ф-OTDR相結合的光纖振動傳感器的關鍵技術研究.pdf

1、分布式光纖傳感系統(tǒng)是一種利用光纖作為敏感元件的系統(tǒng)。在光纖的鋪設范圍，通過光的散射，反映任意位置的振動、溫度等信息的變化情況，從而實現(xiàn)大范圍區(qū)域信息的檢測，比如航天設備的老化檢測，邊境報警系統(tǒng)等。相比于普通Ф-OTDR光纖振動傳感系統(tǒng)，超弱FBG陣列與Ф-OTDR相結合的光纖振動傳感器具有高靈敏度、高信噪比、大動態(tài)范圍等特點。本論文主要致力于 FBG陣列與Ф-OTDR相結合的光纖振動傳感器的關鍵技術研究。
　　論文的主要內容如下：

2、
　　1.研究了FBG陣列與Ф-OTDR相結合的光纖振動傳感系統(tǒng)的工作原理，比較分析了本系統(tǒng)相比于普通Ф-OTDR的優(yōu)勢，側重于研究超弱 FBG陣列與Ф-OTDR相結合的光纖傳感系統(tǒng)的各種重要性能參數指標。最后提出了一種實現(xiàn)高靈敏度光纖傳感系統(tǒng)的理論模型。
　　2.研究基于Ф-OTDR的光纖振動傳感系統(tǒng)的各種信號解調方法，基于滑動平均法提出了一種“閾值”滑動平均法，可大幅度提升系統(tǒng)信噪比。基于傅里葉變換等方法設計一種新型的信

3、號提取方法，可實現(xiàn)對振動信號位置、振幅和頻率信息的同時提取，并將多種信號提取方法有機結合進一步提升系統(tǒng)的信噪比。
　　3.搭建了一個FBG陣列與Ф-OTDR結合的分布式光纖傳感實驗系統(tǒng)，對振動信號進行了定位與測量。分別對實驗系統(tǒng)的光源模塊、脈沖調制模塊、傳感光路等模塊進行研究，利用多種信號解調方法處理實驗結果，完成了系統(tǒng)信噪比的提升和振動信息的提取。對振動模式識別進行了初步研究，建立了基本的振動模式判別標準。提出了基于超弱FBG陣