分布式光纖振動傳感器的研究.pdf

1、分布式光纖傳感技術是應用光纖縱向特性進行測量的技術，它把被測參量作為光纖長度的函數(shù)，可以在整個光纖長度上對沿光纖幾何路徑分布的外部物理參量進行連續(xù)的測量，為工業(yè)和研究領域提供了同時獲得被測物理參量的空間分布狀態(tài)和隨時間變化信息的手段，在智能飛行器、智能橋梁、高速公路、重要建筑、煤氣管道監(jiān)測以及光纜監(jiān)測等領域獲得了廣泛的應用。
　　本文主要研究了分布式光纖振動傳感器，具體對基于Sagnac結構的分布式光纖振動傳感器和基于Michel

2、son結構的光時域反射儀兩種結構進行了深入的分析和試驗研究。
　　文中詳細分析了基于Sagnac結構的分布式光纖振動傳感系統(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，采用直線型光纖傳感，采用波長為1316.7nm的LD脈沖光源，既解決了連續(xù)光源的低功率入射問題，又回避了受激布里淵散射閾值的限制。通過探測干涉光強的交流分量的零點頻率，就能定位出振動發(fā)生的位置。在此系

3、統(tǒng)結構下，本文進一步分析了系統(tǒng)的探測靈敏度、最大可探測距離。用PZT相位調制器模擬振動源進行實驗，結果表明：此系統(tǒng)的實驗結果與理論分析完全相符，在振動源為5.245km時，系統(tǒng)的相對誤差為2.6％，理論上最大監(jiān)測距離大于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、外界振動等信息的特點，采用光纖邁克爾遜結構構成干涉型光時域反射儀，有望分布式傳感沿光纖的微小振動信號。文中設計了一種新型結構的分布式光纖振動傳感器