干涉型分布式光纖振動傳感系統(tǒng)研究.pdf

1、分布式光纖傳感系統(tǒng)利用光纖對應(yīng)變的敏感特性感知被測量。在航空、軍民安防、管道泄漏監(jiān)測等領(lǐng)域具有廣闊的應(yīng)用空間。本文主要研究了干涉型分布式光纖振動傳感系統(tǒng)。在基本Sagnac傳感結(jié)構(gòu)的基礎(chǔ)上設(shè)計了近似于Mach-Zehnder干涉儀的非平衡結(jié)構(gòu)。本文工作簡述如下。
　　首先，對非平衡共線式Sagnac干涉結(jié)構(gòu)的測量性能進(jìn)行了分析。仿真了該結(jié)構(gòu)下振動信號頻率、振動產(chǎn)生位置與回光強(qiáng)度三者的關(guān)系。使用延時線圈對光路進(jìn)行了零點補(bǔ)償，分析了光

2、路的噪聲來源，使用保偏光纖提高系統(tǒng)信噪比。
　　其次，設(shè)計了基于微控制器的寬帶光源驅(qū)動電路，保證光源的出光功率與工作溫度均為恒定值。論述了光信號接收模擬前端，以及數(shù)字信號處理單元的設(shè)計方法。給出了在信號鏈路中抑制噪聲、匹配阻抗的做法。涉及的技術(shù)包括傳感器接口設(shè)計、信號調(diào)理、EDA仿真、PCB布線。
　　最后，設(shè)計了光源驅(qū)動器的固件程序、信號處理程序，利用CPLD實現(xiàn)數(shù)字信號采集，編寫了上位機(jī)TCP/IP客戶端程序。溫度與功率