分布式光纖傳感與信息處理技術(shù)的研究及應(yīng)用.pdf

1、光纖傳感技術(shù)是20世紀(jì)70年代伴隨著光纖通信技術(shù)的發(fā)展而迅速發(fā)展起來的，以光波為載體，光纖為媒介，感知和傳輸外界被測量信號的新型傳感技術(shù)。分布式光纖傳感技術(shù)可以在整個光纖長度上對沿光纖分布的環(huán)境參量進(jìn)行連續(xù)測量，同時獲得被測量的空間分布狀態(tài)，在民用和軍事上具備廣泛的應(yīng)用前景，因此成為目前國內(nèi)外研究的熱點。 本論文從長距離、高精度、多信道及信號解調(diào)簡單等研究角度，針對全分布式、準(zhǔn)分布式光纖傳感和信息處理技術(shù)進(jìn)行了深入的理論和實驗研

2、究，并探討其應(yīng)用價值。主要研究成果如下： (1)提出全分布式長程馬赫－澤德干涉(MZI)及直流光環(huán)路定位兩項創(chuàng)新技術(shù)，研究直線型和環(huán)型結(jié)構(gòu)的兩種新型MZI分布式光纖振動傳感器，分別適合于長距離管線監(jiān)測和周界監(jiān)測，并實現(xiàn)了多點振動的高精度檢測和準(zhǔn)確定位。 (2)提出一種環(huán)路反饋型非平衡MZI傳感技術(shù)。通過無源或有源光纖反饋環(huán)路，在MZI中引入多光束干涉。相比傳統(tǒng)MZI，其相位檢測靈敏度提高2～3個數(shù)量級。 (3)提

3、出一種連續(xù)內(nèi)刻高密度全同弱布拉格反射周期結(jié)構(gòu)的新型傳感光纖以及一種基于時間域和頻率（波長）域二維空間數(shù)據(jù)分析的“光波長時域反射”的創(chuàng)新技術(shù)，可同步實現(xiàn)精密傳感與準(zhǔn)確定位，并由此構(gòu)建大容量、長距離、精密測量、準(zhǔn)確定位的準(zhǔn)分布式光纖傳感系統(tǒng)。 (4)提出一種多信道的溫度異常報警傳感技術(shù)。利用多波長啁啾取樣光柵的多信道波長反射特性，每個信道波長對應(yīng)一個溫度監(jiān)測點，通過波長比對檢測，結(jié)合時分復(fù)用技術(shù)實現(xiàn)超溫報警與定位位置。這種傳感器不需