分布式光纖振動(dòng)傳感器的研究.pdf

1、分布式光纖傳感技術(shù)是應(yīng)用光纖縱向特性進(jìn)行測(cè)量的技術(shù)，它把被測(cè)參量作為光纖長(zhǎng)度的函數(shù)，可以在整個(gè)光纖長(zhǎng)度上對(duì)沿光纖幾何路徑分布的外部物理參量進(jìn)行連續(xù)的測(cè)量，為工業(yè)和研究領(lǐng)域提供了同時(shí)獲得被測(cè)物理參量的空間分布狀態(tài)和隨時(shí)間變化信息的手段，在智能飛行器、智能橋梁、高速公路、重要建筑、煤氣管道監(jiān)測(cè)以及光纜監(jiān)測(cè)等領(lǐng)域獲得了廣泛的應(yīng)用。
　　本文主要研究了分布式光纖振動(dòng)傳感器，具體對(duì)基于Sagnac結(jié)構(gòu)的分布式光纖振動(dòng)傳感器和基于Michel

2、son結(jié)構(gòu)的光時(shí)域反射儀兩種結(jié)構(gòu)進(jìn)行了深入的分析和試驗(yàn)研究。
　　文中詳細(xì)分析了基于Sagnac結(jié)構(gòu)的分布式光纖振動(dòng)傳感系統(tǒng)的基本原理，與傳統(tǒng)的Sagnac干涉環(huán)不同，系統(tǒng)用3×3耦合器分光和引入相位偏置，用1×2光纖耦合器將光返回，采用直線(xiàn)型光纖傳感，采用波長(zhǎng)為1316.7nm的LD脈沖光源，既解決了連續(xù)光源的低功率入射問(wèn)題，又回避了受激布里淵散射閾值的限制。通過(guò)探測(cè)干涉光強(qiáng)的交流分量的零點(diǎn)頻率，就能定位出振動(dòng)發(fā)生的位置。在此系

3、統(tǒng)結(jié)構(gòu)下，本文進(jìn)一步分析了系統(tǒng)的探測(cè)靈敏度、最大可探測(cè)距離。用PZT相位調(diào)制器模擬振動(dòng)源進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，結(jié)果表明：此系統(tǒng)的實(shí)驗(yàn)結(jié)果與理論分析完全相符，在振動(dòng)源為5.245km時(shí)，系統(tǒng)的相對(duì)誤差為2.6％，理論上最大監(jiān)測(cè)距離大于100km。
　　利用傳輸光纖中存在的后向瑞利散射光攜帶有光纖位置、外界振動(dòng)等信息的特點(diǎn)，采用光纖邁克爾遜結(jié)構(gòu)構(gòu)成干涉型光時(shí)域反射儀，有望分布式傳感沿光纖的微小振動(dòng)信號(hào)。文中設(shè)計(jì)了一種新型結(jié)構(gòu)的分布式光纖振動(dòng)傳感器