光纖分布式振動傳感器研究.pdf

1、光纖分布式振動傳感器是一種新型傳感器,是目前傳感器領域研究的熱點,它基于振動(Vibration)對光纖的作用改變光纖的特征參量,通過檢測這些特征參量的變化間接測量還原出振動信號,具有靈敏度高,監(jiān)測范圍大,系統(tǒng)相對簡單以及抗電磁干擾強等優(yōu)點,已經(jīng)代替?zhèn)鹘y(tǒng)的振動傳感器在眾多場合領域得到了應用。
　　 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方面來研究光纖分布式振動傳感器。其中,防區(qū)型干涉儀傳感器是本文的研究重點。首先,構造

2、了基于無源零差法解調技術的多防區(qū)型干涉儀傳感器系統(tǒng),針對這個系統(tǒng)設計了一臺光電探測器組樣機,用以實現(xiàn)8防區(qū)24路光電轉換功能,同時,基于Labview開發(fā)平臺實現(xiàn)無源零差法解調技術算法,設計硬件解調電路,并分為埋地防區(qū)型測試和圍欄防區(qū)型測試兩個部分得出實驗結果,分析并比較兩部分實驗結果驗證了防區(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結構傳感器實現(xiàn)方案,基于微波光子學原理將微波信號單邊帶(SSB)調

3、制到光載波上,通過改變微波頻率實現(xiàn)主動可控制的靈敏度改善,與目前常用的傳統(tǒng)高靈敏度解調方案一一進行比較,說明了這種新型方案的應用意義。
　　 定位型干涉儀傳感器是傳感器研究熱點之一,有多種結構可以實現(xiàn)定位功能。本文構造了基于雙Mach-Zehnder結構的定位型干涉儀傳感器系統(tǒng),分別闡述了系統(tǒng)的關鍵技術和信號處理算法,最后通過改變振動位置和采樣速率兩個參數(shù)分為四種情況得到實驗結果,將定位精度控制在士300米范圍之內,驗證了定位型