列車(chē)光纖光柵監(jiān)測(cè)系統(tǒng)應(yīng)用研究.pdf

1、鐵路運(yùn)輸在國(guó)家經(jīng)濟(jì)發(fā)展中正扮演著越來(lái)越重要的角色，列車(chē)的實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)對(duì)保證鐵路運(yùn)輸安全有著重要的意義。然而，列車(chē)運(yùn)行環(huán)境惡劣，存在強(qiáng)電磁干擾和強(qiáng)腐蝕性等特點(diǎn)，目前采用的電流傳感器監(jiān)測(cè)方法存在抗電磁干擾性差，易腐蝕，工作狀態(tài)不穩(wěn)定等特點(diǎn)，并且電子電流傳感器遠(yuǎn)距離傳輸短，不易構(gòu)成大規(guī)模傳感網(wǎng)絡(luò)，這些嚴(yán)重限制了電流傳感器在列車(chē)實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)中的應(yīng)用。而光纖光柵傳感器具有其他電流傳感器無(wú)可比擬的長(zhǎng)期穩(wěn)定性和測(cè)量精度，同時(shí)可采用復(fù)用技術(shù)，實(shí)現(xiàn)多點(diǎn)分布式

2、監(jiān)測(cè)。因此將光纖光柵傳感技術(shù)引入到列車(chē)的實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)應(yīng)用中，可以為解決電流傳感器的缺陷提供有效的途徑。
　　本文針對(duì)高速列車(chē)的特殊要求，結(jié)合高速列車(chē)運(yùn)行環(huán)境與光纖光柵傳感器特點(diǎn)，研究在列車(chē)上部署適用于列車(chē)的光纖光柵傳感監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，發(fā)揮光纖光柵傳感器適用于惡劣環(huán)境的優(yōu)勢(shì)，從而大幅提升列車(chē)安全運(yùn)行的可靠性。本文的主要內(nèi)容包括
　　(1)根據(jù)光纖光柵耦合模理論以及光譜特性的計(jì)算方法，利用MATLAB仿真分析了光纖布拉格光柵的光譜特性。在

3、此基礎(chǔ)上，理論推導(dǎo)了光纖布拉格光柵的溫度、應(yīng)變及溫度、應(yīng)變交叉特性，結(jié)合光纖光柵的封裝技術(shù)提出了適合列車(chē)運(yùn)行環(huán)境的光纖布拉格溫度傳感器、應(yīng)變傳感器和加速度傳感器的封裝結(jié)構(gòu)。對(duì)各個(gè)傳感器結(jié)構(gòu)和特性進(jìn)行了分析。
　　(2)從理論上分析了光纖光柵傳感網(wǎng)絡(luò)復(fù)用技術(shù)（包括波分復(fù)用，時(shí)分復(fù)用，空分復(fù)用和混合復(fù)用）的結(jié)構(gòu)特性、復(fù)用容量和功率利用率等特點(diǎn)。結(jié)合復(fù)用技術(shù)的特點(diǎn)及列車(chē)的實(shí)際要求建立了WDM+光開(kāi)關(guān)結(jié)構(gòu)的列車(chē)FBG傳感網(wǎng)絡(luò)布局，并依據(jù)解