列車光纖光柵監(jiān)測系統(tǒng)應用研究.pdf

1、鐵路運輸在國家經(jīng)濟發(fā)展中正扮演著越來越重要的角色，列車的實時監(jiān)測系統(tǒng)對保證鐵路運輸安全有著重要的意義。然而，列車運行環(huán)境惡劣，存在強電磁干擾和強腐蝕性等特點，目前采用的電流傳感器監(jiān)測方法存在抗電磁干擾性差，易腐蝕，工作狀態(tài)不穩(wěn)定等特點，并且電子電流傳感器遠距離傳輸短，不易構(gòu)成大規(guī)模傳感網(wǎng)絡(luò)，這些嚴重限制了電流傳感器在列車實時監(jiān)測中的應用。而光纖光柵傳感器具有其他電流傳感器無可比擬的長期穩(wěn)定性和測量精度，同時可采用復用技術(shù)，實現(xiàn)多點分布式

2、監(jiān)測。因此將光纖光柵傳感技術(shù)引入到列車的實時監(jiān)測應用中，可以為解決電流傳感器的缺陷提供有效的途徑。
　　本文針對高速列車的特殊要求，結(jié)合高速列車運行環(huán)境與光纖光柵傳感器特點，研究在列車上部署適用于列車的光纖光柵傳感監(jiān)測系統(tǒng)，發(fā)揮光纖光柵傳感器適用于惡劣環(huán)境的優(yōu)勢，從而大幅提升列車安全運行的可靠性。本文的主要內(nèi)容包括
　　(1)根據(jù)光纖光柵耦合模理論以及光譜特性的計算方法，利用MATLAB仿真分析了光纖布拉格光柵的光譜特性。在

3、此基礎(chǔ)上，理論推導了光纖布拉格光柵的溫度、應變及溫度、應變交叉特性，結(jié)合光纖光柵的封裝技術(shù)提出了適合列車運行環(huán)境的光纖布拉格溫度傳感器、應變傳感器和加速度傳感器的封裝結(jié)構(gòu)。對各個傳感器結(jié)構(gòu)和特性進行了分析。
　　(2)從理論上分析了光纖光柵傳感網(wǎng)絡(luò)復用技術(shù)（包括波分復用，時分復用，空分復用和混合復用）的結(jié)構(gòu)特性、復用容量和功率利用率等特點。結(jié)合復用技術(shù)的特點及列車的實際要求建立了WDM+光開關(guān)結(jié)構(gòu)的列車FBG傳感網(wǎng)絡(luò)布局，并依據(jù)解