基于弱反射光纖光柵的準分布式傳感研究及應用.pdf

1、光纖傳感器近年來引起了人們的很大關(guān)注,它由單點檢測逐漸發(fā)展成為多點準分布式和全分布式檢測。與光纖分布式傳感相比，光纖準分布式傳感具有更高的空間分辨率和信噪比，因此，它在很多工業(yè)應用中可以提供更高的測量精度。
　　針對如何提高傳感系統(tǒng)的容量以及如何改善傳感信號的解調(diào)方法的問題,本論文主要提出了一種基于全同弱反射光柵光纖的準分布式傳感系統(tǒng)。為了將此系統(tǒng)有效用于地震波監(jiān)測,進行了溫度、應變以及加速度等物理量的傳感測量,具體完成的工作如下

2、:
　　(1)對光纖傳感器進行了簡單介紹,分析了當前各種分布式和準分布式傳感技術(shù)的優(yōu)缺點,提出了一種新型的準分布式傳感系統(tǒng),并介紹了主要其原理及理論模型。
　　(2)利用Matlab軟件對該傳感系統(tǒng)的復用容量進行了仿真分析,考慮了光纖光柵反射率,光纖光柵之間間隔,延時光纖的傳輸損耗以及探測器的靈敏度和動態(tài)范圍等因素的影響,仿真結(jié)果表明,當光柵反射率低于0.04％時,復用容量可以超過1000個。
　　(3)搭建了基于弱反

3、射光柵光纖的準分布式傳感實驗系統(tǒng)，整個傳感系統(tǒng)復用了9個全同的弱反射光纖布拉格光柵，進行了溫度的單點和多點的同步傳感測量，溫度的分辨率可以達到0.09℃，同時不會有傳感信號的丟失,并且復用光柵的數(shù)目與仿真計算結(jié)果相符。
　　(4)研究了該傳感系統(tǒng)在地震監(jiān)測方面的應用,包括應變和加速度的傳感測量,應變傳感的分辨率達到0.9με,設計了一種新型的活塞式光纖光柵加速度傳感頭,對其進行了加速度測量,獲得了高達1157.72pm/g的靈敏度