分布式光纖機(jī)械振動(dòng)傳感器系統(tǒng)性能的研究.pdf

1、光纖光學(xué)的發(fā)展推動(dòng)了各種各樣有源和無(wú)源光纖光學(xué)器件的相繼誕生，目前，對(duì)于微電子學(xué)的功能器件，幾乎都有類似功能的光學(xué)器件。光通信、光纖傳感、光信息處理已經(jīng)成為備受關(guān)注的研究領(lǐng)域。僅僅經(jīng)過(guò)二三十年的發(fā)展，分布式光纖傳感已經(jīng)成功實(shí)現(xiàn)了對(duì)光纖鏈路上成千上萬(wàn)個(gè)點(diǎn)的溫度、應(yīng)力等參量的測(cè)量，這種傳感技術(shù)在傳感監(jiān)測(cè)領(lǐng)域具有極大的吸引力。光纖振動(dòng)傳感也已經(jīng)逐步從實(shí)驗(yàn)室轉(zhuǎn)換到工程應(yīng)用。
　　本文介紹了分布式振動(dòng)傳感器的發(fā)展和研究現(xiàn)狀，闡述了光纖Sag

2、nac型振動(dòng)傳感器測(cè)量振動(dòng)信號(hào)的理論基礎(chǔ)。采用改進(jìn)3×3耦合器解調(diào)方案完成寬頻振動(dòng)信號(hào)解調(diào)和定位，分別采用自制的機(jī)械管道泄漏裝置、PZT信號(hào)和人走動(dòng)時(shí)產(chǎn)生信號(hào)作為寬頻振動(dòng)源。Sagnac系統(tǒng)的解調(diào)和定位受“偏振衰落”的影響明顯，在尾端添加法拉第旋轉(zhuǎn)鏡的基礎(chǔ)上，并利用在光路中添加偏振控制器，并借助偏振檢偏儀研究系統(tǒng)的性能。
　　本實(shí)驗(yàn)中，實(shí)驗(yàn)室已有的1GHz和200M帶寬的光電探測(cè)器帶寬較寬，會(huì)引入系統(tǒng)外界噪聲，因此基于Multis

3、im12和Altium Designer10軟件平臺(tái)自行設(shè)計(jì)了2M帶寬的光電探測(cè)模塊?；贚abVIEW開(kāi)發(fā)平臺(tái)實(shí)現(xiàn)3×3耦合器相位解調(diào)的仿真，并借助數(shù)據(jù)采集卡，編寫實(shí)驗(yàn)解調(diào)程序得到解調(diào)信號(hào)并通過(guò)頻譜分析、濾波、去噪等模塊實(shí)現(xiàn)振動(dòng)信號(hào)的定位。
　　鑒于振動(dòng)監(jiān)測(cè)的巨大需求，基于Sagnac結(jié)構(gòu)的分布式光纖振動(dòng)傳感器目前已經(jīng)得到了廣泛的關(guān)注和研究，相信在不久的將來(lái)一定能夠走向?qū)嵱没?。本文?duì)于Sagnac傳感器在圍欄預(yù)警、管道泄漏以及水