基于FBG的長距離傳感系統(tǒng)及應(yīng)用.pdf

1、隨著我國大型建筑、長距離管道、鐵路、油氣礦井等的快速發(fā)展，研究先進(jìn)的長距離傳感系統(tǒng)對這些設(shè)施進(jìn)行安全健康監(jiān)測顯得尤為迫切。長距離光纖傳感系統(tǒng)是一種利用光纖作為傳感媒介的傳感系統(tǒng)，可以分為分布式傳感系統(tǒng)和準(zhǔn)分布式傳感系統(tǒng)。本課研究的是采用FBG(光纖光柵)傳感器來搭建長距離(準(zhǔn))分布式傳感系統(tǒng)，并研究將其運用于超長距離的傳感(300km)，長距離多點同時監(jiān)控，電力安全監(jiān)測(同時測量溫度及應(yīng)變)等方面。
　　 首先，本文對FBG及其

2、傳感系統(tǒng)的工作原理、應(yīng)用及發(fā)展現(xiàn)狀進(jìn)行了系統(tǒng)的介紹，并總結(jié)分析了FBG的復(fù)用及解調(diào)技術(shù)。接著介紹并分析了各種光放大技術(shù)的原理和優(yōu)缺點，根據(jù)傳感系統(tǒng)的特點和實際需要選擇了將EDFA與后向光纖拉曼放大技術(shù)應(yīng)用于長距離光纖傳感系統(tǒng)。
　　 然后搭建了超長距離光纖布拉格光柵傳感系統(tǒng)，提出了基于可調(diào)激光器和聲光脈沖調(diào)制的光纖布拉格光柵(FBG)傳感系統(tǒng)，同時利用摻鉺光纖放大器和拉曼放大相結(jié)合的放大方案大幅度提高了光纖布拉格光柵(FBG)傳

3、感系統(tǒng)的傳輸距離，實現(xiàn)了300km超長距離的傳感系統(tǒng)。
　　 設(shè)計并搭建了基于低反射率(每個FBG的反射率均為5％)的FBG傳感系統(tǒng)，利用FBG時分復(fù)用的原理，將多個中心波長相同的低反射率FBG分別設(shè)置在系統(tǒng)的不同位置，構(gòu)成準(zhǔn)分布式光纖傳感系統(tǒng)，以實現(xiàn)各傳感點的應(yīng)變測量。采用電光調(diào)制器大大降低了系統(tǒng)的成本，監(jiān)測距離可達(dá)125公里，在其靜態(tài)應(yīng)變實驗中，線性度均可達(dá)到0.999以上，測量精度高，并且可以實現(xiàn)多點同時監(jiān)測。