光纖分布式振動(dòng)傳感器研究.pdf

1、光纖分布式振動(dòng)傳感器是一種新型傳感器,是目前傳感器領(lǐng)域研究的熱點(diǎn),它基于振動(dòng)(Vibration)對(duì)光纖的作用改變光纖的特征參量,通過檢測(cè)這些特征參量的變化間接測(cè)量還原出振動(dòng)信號(hào),具有靈敏度高,監(jiān)測(cè)范圍大,系統(tǒng)相對(duì)簡(jiǎn)單以及抗電磁干擾強(qiáng)等優(yōu)點(diǎn),已經(jīng)代替?zhèn)鹘y(tǒng)的振動(dòng)傳感器在眾多場(chǎng)合領(lǐng)域得到了應(yīng)用。
　　 本文從防區(qū)型干涉儀傳感器和定位型干涉儀傳感器兩個(gè)方面來(lái)研究光纖分布式振動(dòng)傳感器。其中,防區(qū)型干涉儀傳感器是本文的研究重點(diǎn)。首先,構(gòu)造

2、了基于無(wú)源零差法解調(diào)技術(shù)的多防區(qū)型干涉儀傳感器系統(tǒng),針對(duì)這個(gè)系統(tǒng)設(shè)計(jì)了一臺(tái)光電探測(cè)器組樣機(jī),用以實(shí)現(xiàn)8防區(qū)24路光電轉(zhuǎn)換功能,同時(shí),基于Labview開發(fā)平臺(tái)實(shí)現(xiàn)無(wú)源零差法解調(diào)技術(shù)算法,設(shè)計(jì)硬件解調(diào)電路,并分為埋地防區(qū)型測(cè)試和圍欄防區(qū)型測(cè)試兩個(gè)部分得出實(shí)驗(yàn)結(jié)果,分析并比較兩部分實(shí)驗(yàn)結(jié)果驗(yàn)證了防區(qū)型干涉儀傳感器系統(tǒng)功能。其次,提出了一種新型的高靈敏度Mach-Zehnder結(jié)構(gòu)傳感器實(shí)現(xiàn)方案,基于微波光子學(xué)原理將微波信號(hào)單邊帶(SSB)調(diào)

3、制到光載波上,通過改變微波頻率實(shí)現(xiàn)主動(dòng)可控制的靈敏度改善,與目前常用的傳統(tǒng)高靈敏度解調(diào)方案一一進(jìn)行比較,說(shuō)明了這種新型方案的應(yīng)用意義。
　　 定位型干涉儀傳感器是傳感器研究熱點(diǎn)之一,有多種結(jié)構(gòu)可以實(shí)現(xiàn)定位功能。本文構(gòu)造了基于雙Mach-Zehnder結(jié)構(gòu)的定位型干涉儀傳感器系統(tǒng),分別闡述了系統(tǒng)的關(guān)鍵技術(shù)和信號(hào)處理算法,最后通過改變振動(dòng)位置和采樣速率兩個(gè)參數(shù)分為四種情況得到實(shí)驗(yàn)結(jié)果,將定位精度控制在士300米范圍之內(nèi),驗(yàn)證了定位型