本文關(guān)鍵詞：基于多模FP激光器的BOTDR系統(tǒng)建模分析與仿真研究，，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

【摘要】：本文闡述了布里淵分布式光纖傳感技術(shù)的研究現(xiàn)狀,論述了布里淵散射基本理論,分析了布里淵頻移和強度與溫度和應(yīng)變的關(guān)系;分析了用于分布式溫度和應(yīng)變同時測量的BOTDR傳感方案,并對光發(fā)射子系統(tǒng)、光電檢測與下變頻器子系統(tǒng)和信號采集與處理子系統(tǒng)進行了研究與設(shè)計。為了研究基于多模FP激光器的BOTDR系統(tǒng)的傳感性能,分析了多模FP激光器的特性;分析了光纖的非線性效應(yīng),包括采用單模光源和多模光源時的SBS閾值、SPM和FWM;對布里淵散射譜的波長依賴性做了研究;分析了多模FP激光器的多個縱模布里淵散射譜的頻移與疊加情況,并對多模光源產(chǎn)生的布里淵散射疊加譜的譜峰功率和譜寬與縱模數(shù)的關(guān)系做了分析研究。本文分析了基于多模FP激光器外調(diào)制和本地外差的BOTDR系統(tǒng),基于相干檢測理論,研究了一種基于多模FP激光器外調(diào)制和瑞利與布里淵自外差的BOTDR系統(tǒng)。深入研究了本地外差檢測和瑞利與布里淵自外差檢測原理,推導(dǎo)了兩種系統(tǒng)的信噪比,并對兩種系統(tǒng)進行建模仿真。結(jié)果表明,選用縱模間隔為0.141 nm的多模FP激光器時,隨著縱模數(shù)的增加,長度為25 km的光纖末端獲得的系統(tǒng)信噪比、溫度和應(yīng)變測量精度均得到了較大地提高,且與縱模數(shù)均呈非線性關(guān)系。當(dāng)采用本地外差BOTDR系統(tǒng)時,疊加平均次數(shù)為216次時,縱模數(shù)為19時系統(tǒng)獲得最佳溫度和應(yīng)變測量精度2.04℃和46.23??,相應(yīng)的信噪比為44.07 dB;當(dāng)采用自外差BOTDR系統(tǒng)時,疊加平均次數(shù)106次時,縱模數(shù)為19時系統(tǒng)獲得最佳溫度和應(yīng)變測量精度3.81℃和86.69??,相應(yīng)的信噪比為33.15 d B。
【關(guān)鍵詞】：布里淵散射 外差檢測 多模FP激光器 布里淵光時域反射計系統(tǒng) Matlab
【學(xué)位授予單位】：華北電力大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號】：TN248
【目錄】：

• 摘要5-6
• Abstract6-10
• 第1章 緒論10-14
• 1.1 引言10
• 1.2 BOTDR光纖傳感技術(shù)及應(yīng)用現(xiàn)狀10-12
• 1.2.1 國外研究及應(yīng)用現(xiàn)狀11-12
• 1.2.2 國內(nèi)研究及應(yīng)用現(xiàn)狀12
• 1.3 本文的主要研究內(nèi)容12-14
• 第2章 光纖布里淵散射傳感原理及BOTDR系統(tǒng)14-21
• 2.1 光纖布里淵散射基本理論14-16
• 2.1.1 自發(fā)布里淵散射14-15
• 2.1.2 受激布里淵散射15-16
• 2.2 布里淵頻移與溫度和應(yīng)變的關(guān)系16-17
• 2.3 布里淵強度與溫度和應(yīng)變的關(guān)系17
• 2.4 溫度和應(yīng)變的同時測量原理17-18
• 2.5 BOTDR傳感系統(tǒng)18-20
• 2.5.1 光發(fā)射子系統(tǒng)18-19
• 2.5.2 光電檢測與微波下變頻子系統(tǒng)19
• 2.5.3 信號采集與處理子系統(tǒng)19-20
• 2.6 本章小結(jié)20-21
• 第3章 基于多模FP激光器的BOTDR系統(tǒng)性能分析21-35
• 3.1 多模FP激光器21-22
• 3.2 多模光源在光纖中的非線性效應(yīng)22-28
• 3.2.1 SBS閾值22-24
• 3.2.2 自相位調(diào)制24-27
• 3.2.3 四波混頻27-28
• 3.3 布里淵散射譜的波長依賴性28-31
• 3.3.1 布里淵頻移與泵浦波長的關(guān)系28-29
• 3.3.2 布里淵頻譜與頻率間隔的關(guān)系29-31
• 3.4 多模光源在光纖中產(chǎn)生的布里淵散射譜特性31-33
• 3.4.1 布里淵散射疊加譜31
• 3.4.2 譜峰功率與縱模數(shù)的關(guān)系31-33
• 3.4.3 譜寬與縱模數(shù)的關(guān)系33
• 3.5 本章小結(jié)33-35
• 第4章 基于多模FP激光器外調(diào)制的BOTDR系統(tǒng)建模與仿真35-49
• 4.1 本地外差BOTDR系統(tǒng)35-42
• 4.1.1 系統(tǒng)組成35-36
• 4.1.2 本地外差檢測信號分析36-38
• 4.1.3 信噪比分析38-39
• 4.1.4 仿真及結(jié)果分析39-42
• 4.2 瑞利與布里淵自外差BOTDR系統(tǒng)42-48
• 4.2.1 系統(tǒng)組成42-43
• 4.2.2 瑞利與布里淵自外差檢測信號分析43-45
• 4.2.3 信噪比分析45-46
• 4.2.4 仿真結(jié)果分析46-48
• 4.3 本章小結(jié)48-49
• 第5章 總結(jié)與展望49-51
• 參考文獻51-54
• 攻讀碩士學(xué)位期間發(fā)表的學(xué)術(shù)論文及參加科研情況54-55
• 致謝55

【相似文獻】

中國期刊全文數(shù)據(jù)庫 前10條

1 張丹,施斌,徐洪鐘;基于BOTDR的隧道應(yīng)變監(jiān)測研究[J];工程地質(zhì)學(xué)報;2004年04期

2 何玉鈞,尹成群,李永倩,楊志;一個新型的基于全光纖Mach-Zehnder干涉儀BOTDR系統(tǒng)[J];光子學(xué)報;2004年06期

3 盧毅;施斌;席均;蘇晶文;姜月華;李云峰;;基于BOTDR的地裂縫分布式光纖監(jiān)測技術(shù)研究[J];工程地質(zhì)學(xué)報;2014年01期

4 李永倩;趙麗娟;楊志;呂安強;吳飛龍;孫景芳;李星榮;;基于BOTDR的海纜3D立體監(jiān)測系統(tǒng)設(shè)計與實現(xiàn)[J];儀器儀表學(xué)報;2014年05期

5 高俊啟,施斌,張巍,柯敏勇,劉海祥,張丹;分布式光纖傳感器用于橋梁和路面的健康監(jiān)測[J];防災(zāi)減災(zāi)工程學(xué)報;2005年01期

6 樸春德;施斌;朱友群;盧毅;;灌注樁檢測中BOTDR溫度補償試驗研究[J];防災(zāi)減災(zāi)工程學(xué)報;2009年02期

7 崔何亮,施斌,徐洪鐘,張丹,丁勇;BOTDR光纖溫度監(jiān)測技術(shù)在土木工程中的應(yīng)用研究[J];防災(zāi)減災(zāi)工程學(xué)報;2004年03期

8 路杰;趙雪峰;;大尺度BOTDR光纖應(yīng)變靈敏特性研究[J];防災(zāi)減災(zāi)工程學(xué)報;2010年S1期

9 趙雪峰;路杰;王艷紅;;一種BOTDR光纖溫度傳感器試驗研究[J];防災(zāi)減災(zāi)工程學(xué)報;2010年S1期

10 劉永莉;尚岳全;于洋;;BOTDR技術(shù)在邊坡表面變形監(jiān)測中的應(yīng)用[J];吉林大學(xué)學(xué)報(地球科學(xué)版);2011年03期

中國重要會議論文全文數(shù)據(jù)庫 前9條

1 吳智深;施斌;原田隆郎;石井豪;許斌;;可用于結(jié)構(gòu)健康監(jiān)測的BOTDR光纖變形檢出特性試驗研究[A];詹天佑土木工程大獎第四屆獲獎工程專欄[C];2005年

2 張衛(wèi)兵;王淑萍;范啟雄;;BOTDR溫度監(jiān)測技術(shù)在隧道工程中的應(yīng)用研究[A];國家安全地球物理叢書（九）——防災(zāi)減災(zāi)與國家安全[C];2013年

3 李建華;王榮;徐智勇;朱勇;;一種新的應(yīng)用小波變換的直接檢測BOTDR系統(tǒng)[A];全國第十三次光纖通信暨第十四屆集成光學(xué)學(xué)術(shù)會議論文集[C];2007年

4 繆國兵;吳功建;;BOTDR在光纜試驗中的應(yīng)用[A];第三屆中國光通信技術(shù)與市場研討會論文集[C];2003年

5 李偉良;;分布式光纖傳感器[A];“廣東省光學(xué)學(xué)會2013年學(xué)術(shù)交流大會”暨“粵港臺光學(xué)界產(chǎn)學(xué)研合作交流大會”會議手冊論文集[C];2013年

6 鄧大鵬;王晶;李洪順;杜浩;;BOTDR在光纜線路防竊聽監(jiān)測的應(yīng)用[A];中國通信學(xué)會第五屆學(xué)術(shù)年會論文集[C];2008年

7 尹龍;;鉆孔灌注樁位移BOTDR分布式光纖監(jiān)測技術(shù)[A];2012年中鐵隧道集團低碳環(huán)保優(yōu)質(zhì)工程修建技術(shù)專題交流會論文集[C];2012年

8 張俊義;晏鄂川;薛星橋;高幼龍;;BOTDR技術(shù)在三峽庫區(qū)崩滑災(zāi)害監(jiān)測中的應(yīng)用分析[A];中國地質(zhì)學(xué)會工程地質(zhì)專業(yè)委員會、貴州省巖石力學(xué)與工程學(xué)會2005年學(xué)術(shù)年會暨“巖溶·工程·環(huán)境”學(xué)術(shù)論壇論文集[C];2005年

9 蘇越;蔡晉晉;宛志緩;石振明;;BOTDR和FBG傳感技術(shù)在試樁檢測中的應(yīng)用[A];第九屆全國工程地質(zhì)大會論文集[C];2012年

中國博士學(xué)位論文全文數(shù)據(jù)庫 前1條

1 王帥;巷道支護裝備形變BOTDR監(jiān)測理論與實驗研究[D];遼寧工程技術(shù)大學(xué);2014年

中國碩士學(xué)位論文全文數(shù)據(jù)庫 前10條

1 賈偉;BOTDR分布式光纖傳感系統(tǒng)多峰譜特征提取技術(shù)研究[D];燕山大學(xué);2015年

2 關(guān)鵬;基于BOTDR的分布式溫度監(jiān)測系統(tǒng)[D];哈爾濱工業(yè)大學(xué);2016年

3 張毅;基于BOTDR的分布式溫度和應(yīng)變傳感系統(tǒng)的研究[D];重慶大學(xué);2016年

4 曹翠新;基于多模FP激光器的BOTDR系統(tǒng)建模分析與仿真研究[D];華北電力大學(xué);2016年

5 王軍;脈沖編碼調(diào)制BOTDR系統(tǒng)關(guān)鍵技術(shù)研究[D];華北電力大學(xué);2012年

6 黃春林;相干BOTDR溫度和應(yīng)變傳感系統(tǒng)關(guān)鍵技術(shù)研究[D];華北電力大學(xué)（河北）;2010年

7 李勇濤;外差檢測BOTDR溫度和應(yīng)變傳感技術(shù)研究[D];華北電力大學(xué);2011年

8 李成賓;相干BOTDR溫度和應(yīng)變傳感系統(tǒng)信號處理技術(shù)研究[D];華北電力大學(xué)（河北）;2010年

9 李敬陽;BOTDR分布式光纖溫度傳感性能改善方法研究[D];燕山大學(xué);2014年

10 宇春娟;BOTDR分布式光纖傳感信號高精度提取研究[D];燕山大學(xué);2015年

  本文關(guān)鍵詞：基于多模FP激光器的BOTDR系統(tǒng)建模分析與仿真研究，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

本文編號：278488