分布式光纖布里淵傳感系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與優(yōu)化.pdf

1、傳感器是信息獲取的十分關(guān)鍵的部分，在信息科學(xué)領(lǐng)域發(fā)揮著越來(lái)越重要的作用。隨著光纖技術(shù)的發(fā)展，結(jié)合光纖優(yōu)勢(shì)的傳感技術(shù)得以問(wèn)世和發(fā)展。分布式光纖傳感技術(shù)憑借其小體積、低損耗、長(zhǎng)距離、高精度，并且可抗電磁干擾和耐腐蝕的優(yōu)勢(shì)成為國(guó)內(nèi)外科研機(jī)構(gòu)、高校、企業(yè)研發(fā)部門(mén)爭(zhēng)相研究的熱點(diǎn)?；谑芗げ祭餃Y散射的分布式光纖傳感系統(tǒng)是利用布里淵散射的頻移量和強(qiáng)度與被測(cè)溫度和應(yīng)變存在的特定的關(guān)系，通過(guò)光學(xué)、電子學(xué)、信號(hào)處理等知識(shí)的充分結(jié)合來(lái)實(shí)現(xiàn)溫度和應(yīng)變信息監(jiān)測(cè)的

2、系統(tǒng)，較其它散射型分布式傳感器而言，它具有信號(hào)更強(qiáng)，可測(cè)距離更長(zhǎng)的優(yōu)越性，因此在建筑行業(yè)、軌道交通、電力系統(tǒng)、水工領(lǐng)域、石油行業(yè)、地質(zhì)檢測(cè)、航天事業(yè)等方面都有著良好的應(yīng)用前景。
　　本文圍繞分布式光纖布里淵傳感系統(tǒng)的理論基礎(chǔ)，完成了布里淵傳感系統(tǒng)的系統(tǒng)設(shè)計(jì)和系統(tǒng)搭建，在實(shí)驗(yàn)過(guò)程中發(fā)現(xiàn)傳統(tǒng)系統(tǒng)存在的種種問(wèn)題，并提出了針對(duì)這些問(wèn)題的優(yōu)化方法。論文主要內(nèi)容和創(chuàng)新點(diǎn)如下:
　　1.在介紹布里淵散射理論的基礎(chǔ)上，了解分布式光纖布里淵傳

3、感系統(tǒng)的原理，分析了系統(tǒng)的重要理論基礎(chǔ)——布里淵光時(shí)域分析(BOTDA)技術(shù)和微波掃頻技術(shù);
　　2.設(shè)計(jì)和確定系統(tǒng)光路、電路的結(jié)構(gòu)和器件的選擇，詳細(xì)介紹系統(tǒng)各器件的性能參數(shù)，以及在此參數(shù)下擬達(dá)到的空間分辨率、時(shí)間分辨率、測(cè)量精度等技術(shù)指標(biāo)，介紹信號(hào)處理方案;
　　3.進(jìn)行實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)搭建，完成主要器件的測(cè)試、信號(hào)光和泵浦光的調(diào)制，確定合適的頻率，對(duì)點(diǎn)頻設(shè)置下的布里淵增益現(xiàn)象進(jìn)行了觀察，進(jìn)而通過(guò)微波掃頻器掃描出三維布里淵增益譜;