干涉式光纖傳感系統(tǒng)關(guān)鍵技術(shù)及應(yīng)用研究.pdf

1、在物聯(lián)網(wǎng)高速發(fā)展的現(xiàn)在，光纖傳感技術(shù)因為其高靈敏度、抗電磁干擾等特點受到廣大科學研究者的青睞，在各種環(huán)境參量如聲音，振動，溫度，應(yīng)力，加速度等等的測量工作中得到了廣泛的應(yīng)用。其中干涉式光纖傳感結(jié)構(gòu)更是由于其突出的靈敏度成為小信號精確測量的可靠方案。本論文在對邁克爾遜、馬赫澤德、薩格奈克等光纖干涉結(jié)構(gòu)的研究基礎(chǔ)上，分別提出了針對環(huán)境噪聲檢測和超長距離振動監(jiān)測的光纖干涉?zhèn)鞲蟹桨?，從理論和實驗進行了關(guān)鍵技術(shù)研究，并完成關(guān)鍵模塊軟硬件開發(fā)及樣機

2、性能測試。
　　本論文首先研究了現(xiàn)有的光纖干涉?zhèn)鞲械幕纠碚摚ǜ鞣N干涉結(jié)構(gòu)的傳感原理和適用范圍，并針對環(huán)境噪聲檢測和光纖周界安防的應(yīng)用需求，對比分析了多種光纖干涉式傳感方案的結(jié)構(gòu)和特點。
　　其次，研究了干涉式光纖聲音傳感的總體方案和關(guān)鍵技術(shù)?；谶~克爾遜光纖干涉結(jié)構(gòu)，設(shè)計了一套無源噪聲檢測系統(tǒng)。針對系統(tǒng)總體方案和檢測需求，研究了3×3相位解調(diào)算法并分析了解調(diào)精度的影響因素；設(shè)計并開發(fā)了mA級電流穩(wěn)定輸出DFB激光器的驅(qū)

3、動模塊；另外還設(shè)計了20Hz-20kHz的頻率范圍傳感信號多路同步探測模塊。在 KeilC環(huán)境下設(shè)計了噪聲檢測中的信號無失真解調(diào)算法、頻率分析算法及噪聲評估算法的軟件實現(xiàn)。搭建模擬環(huán)境進行噪聲檢測實驗，驗證了方案可行性和系統(tǒng)性能。
　　最后，研究了分布式光纖振動傳感的總體方案和關(guān)鍵技術(shù)?；谥本€型薩格奈克結(jié)構(gòu)設(shè)計了分布式振動傳感系統(tǒng)，研究了其傳感和定位機理；根據(jù)系統(tǒng)方案對各個關(guān)鍵模塊進行了需求分析，并完成大電流光源驅(qū)動模塊、大動態(tài)