埋地式寬域全光纖擾動(dòng)傳感與定位系統(tǒng)理論與實(shí)驗(yàn)研究.pdf

1、光纖傳感技術(shù)是伴隨著光導(dǎo)纖維和光纖通信技術(shù)發(fā)展而形成的一門嶄新的傳感技術(shù)。分布式全光纖傳感系統(tǒng)具有抗電磁干擾、靈敏度高、響應(yīng)速度快、超高壓絕緣、防燃防爆、體積小及可靈活撓曲等優(yōu)點(diǎn)而不斷拓展到各個(gè)應(yīng)用領(lǐng)域。本文研究課題源自東大-華夏光子技術(shù)研究中心承擔(dān)的“全光纖智能監(jiān)控防衛(wèi)系統(tǒng)”項(xiàng)目，重點(diǎn)研究埋地分布式全光纖傳感系統(tǒng)的構(gòu)架、光纜敷設(shè)方案及現(xiàn)場(chǎng)實(shí)驗(yàn)。對(duì)于各類需隱蔽監(jiān)控或圍欄圍墻難以架設(shè)的防護(hù)區(qū)域，埋地式光纖傳感系統(tǒng)的應(yīng)用十分必要，其中光纜敷

2、設(shè)對(duì)于系統(tǒng)的靈敏度和大范圍探測(cè)起著關(guān)鍵作用，是核心技術(shù)之一。
　　 本文首先綜述了分布式光纖傳感技術(shù)的發(fā)展與應(yīng)用以及埋地式光纖傳感系統(tǒng)的應(yīng)用特點(diǎn)；接著討論了應(yīng)用于系統(tǒng)的背向散射原理、光的干涉原理以及光纖的應(yīng)力應(yīng)變效應(yīng)；在此基礎(chǔ)上，提出并設(shè)計(jì)了一種新穎的埋地分布式全光纖入侵傳感系統(tǒng)，給出了系統(tǒng)構(gòu)架及其功能，設(shè)計(jì)了四種能夠提高系統(tǒng)定位和傳感信號(hào)靈敏度的埋地光纜敷設(shè)方案，分析討論了實(shí)驗(yàn)現(xiàn)場(chǎng)的特點(diǎn)，并實(shí)施了三類實(shí)驗(yàn)(簡(jiǎn)易麥克風(fēng)實(shí)驗(yàn)、室內(nèi)

3、實(shí)驗(yàn)及戶外現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn))和論證。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，系統(tǒng)以光時(shí)域背向散射為基本機(jī)理，采用光的干涉原理進(jìn)行探測(cè)，具有很高的定位精度，達(dá)到±50m；入侵者在埋地傳感光纜周圍擾動(dòng)時(shí)，系統(tǒng)將探測(cè)到光強(qiáng)變化并及時(shí)給出告警信號(hào)；通過(guò)對(duì)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)進(jìn)行的深入分析處理，獲得了可應(yīng)用于工程實(shí)際的埋地傳感光纜敷設(shè)方案，并申請(qǐng)國(guó)家發(fā)明專利1件(發(fā)明專利申請(qǐng)?zhí)枺?009102648342)；實(shí)現(xiàn)了系統(tǒng)的智能監(jiān)控和高可靠性、穩(wěn)定性；最后，總結(jié)全文工作并給出了下一階段的工作計(jì)劃