長(zhǎng)距離分布式光纖振動(dòng)傳感系統(tǒng)關(guān)鍵技術(shù)研究.pdf

1、分布式光纖傳感器是光纖傳感技術(shù)中十分引人注目的器件，它不僅具有一般光纖傳感器無(wú)輻射干擾性、抗電磁干擾性好、化學(xué)穩(wěn)定性好等優(yōu)點(diǎn)，無(wú)輻射干擾性、抗電磁干擾性好、化學(xué)穩(wěn)定性好等，而且充分利用了光纖一維空間連續(xù)分布的特點(diǎn)，可以在沿光纖路徑上同時(shí)得到被測(cè)量場(chǎng)在時(shí)間和空間上的分布信息，具有監(jiān)測(cè)距離長(zhǎng)和定位精確等優(yōu)點(diǎn)，顯示出十分獨(dú)特的應(yīng)用前景：可實(shí)現(xiàn)機(jī)場(chǎng)、邊境、基地、港口等特殊地點(diǎn)的周界監(jiān)控報(bào)警；實(shí)現(xiàn)石油/天然氣管道、煉油廠輸油管線的安全監(jiān)控：實(shí)現(xiàn)對(duì)

2、政府、銀行、情報(bào)機(jī)構(gòu)等地點(diǎn)的光纜進(jìn)行安全監(jiān)控?？梢哉f(shuō)目前尚未有一種傳統(tǒng)傳感器能有效完成對(duì)如此長(zhǎng)距離、分布式系統(tǒng)的傳感，而分布式光纖傳感器恰好具有這種能力。分布式光纖傳感系統(tǒng)利用光相位調(diào)制進(jìn)行振動(dòng)事件的探測(cè)，采用干涉的方法解調(diào)出光相位上的振動(dòng)信息，從而實(shí)現(xiàn)高精度的超長(zhǎng)距離分布式傳感。但在實(shí)際現(xiàn)場(chǎng)采集到的信號(hào)往往淹沒(méi)在外界擾動(dòng)和噪聲中，并且光纖雙折射會(huì)引起干涉信號(hào)的衰弱甚至消失。本文討論了振動(dòng)信號(hào)的調(diào)制解調(diào)過(guò)程，并設(shè)計(jì)了偏振態(tài)控制器和自動(dòng)鎖

3、相系統(tǒng)來(lái)增強(qiáng)振動(dòng)信號(hào)，便于信號(hào)的提取。
　　 本研究主要內(nèi)容包括：⑴分析了雙折射引起光偏振態(tài)變化的過(guò)程，針對(duì)干涉系統(tǒng)的偏振衰落問(wèn)題，根據(jù)Poincare球法提出了偏振態(tài)的控制方法。推導(dǎo)出了輸出的干涉信號(hào)強(qiáng)度與兩個(gè)正交方向擠壓光纖的力之間的關(guān)系，最后利用實(shí)驗(yàn)證實(shí)從兩個(gè)正交方向擠壓光纖可以控制輸出干涉信號(hào)的消光比。⑵利用2×2耦合器輸出信號(hào)的相位相差π/2的特性，在直流相位跟蹤法的基礎(chǔ)上，設(shè)計(jì)了適用于本系統(tǒng)的光電轉(zhuǎn)換電路及鎖相系統(tǒng)，