基于弱反射光纖光柵的準(zhǔn)分布式傳感研究及應(yīng)用.pdf

1、光纖傳感器近年來(lái)引起了人們的很大關(guān)注,它由單點(diǎn)檢測(cè)逐漸發(fā)展成為多點(diǎn)準(zhǔn)分布式和全分布式檢測(cè)。與光纖分布式傳感相比，光纖準(zhǔn)分布式傳感具有更高的空間分辨率和信噪比，因此，它在很多工業(yè)應(yīng)用中可以提供更高的測(cè)量精度。
　　針對(duì)如何提高傳感系統(tǒng)的容量以及如何改善傳感信號(hào)的解調(diào)方法的問(wèn)題,本論文主要提出了一種基于全同弱反射光柵光纖的準(zhǔn)分布式傳感系統(tǒng)。為了將此系統(tǒng)有效用于地震波監(jiān)測(cè),進(jìn)行了溫度、應(yīng)變以及加速度等物理量的傳感測(cè)量,具體完成的工作如下

2、:
　　(1)對(duì)光纖傳感器進(jìn)行了簡(jiǎn)單介紹,分析了當(dāng)前各種分布式和準(zhǔn)分布式傳感技術(shù)的優(yōu)缺點(diǎn),提出了一種新型的準(zhǔn)分布式傳感系統(tǒng),并介紹了主要其原理及理論模型。
　　(2)利用Matlab軟件對(duì)該傳感系統(tǒng)的復(fù)用容量進(jìn)行了仿真分析,考慮了光纖光柵反射率,光纖光柵之間間隔,延時(shí)光纖的傳輸損耗以及探測(cè)器的靈敏度和動(dòng)態(tài)范圍等因素的影響,仿真結(jié)果表明,當(dāng)光柵反射率低于0.04％時(shí),復(fù)用容量可以超過(guò)1000個(gè)。
　　(3)搭建了基于弱反

3、射光柵光纖的準(zhǔn)分布式傳感實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)，整個(gè)傳感系統(tǒng)復(fù)用了9個(gè)全同的弱反射光纖布拉格光柵，進(jìn)行了溫度的單點(diǎn)和多點(diǎn)的同步傳感測(cè)量，溫度的分辨率可以達(dá)到0.09℃，同時(shí)不會(huì)有傳感信號(hào)的丟失,并且復(fù)用光柵的數(shù)目與仿真計(jì)算結(jié)果相符。
　　(4)研究了該傳感系統(tǒng)在地震監(jiān)測(cè)方面的應(yīng)用,包括應(yīng)變和加速度的傳感測(cè)量,應(yīng)變傳感的分辨率達(dá)到0.9με,設(shè)計(jì)了一種新型的活塞式光纖光柵加速度傳感頭,對(duì)其進(jìn)行了加速度測(cè)量,獲得了高達(dá)1157.72pm/g的靈敏度