發(fā)布時間：2023-04-07 22:06

　　長距離分布式光纖傳感系統(tǒng)在周界安防、電力設(shè)施、輸油管道等結(jié)構(gòu)安全健康監(jiān)測領(lǐng)域具有十分重要的作用。因此,關(guān)于分布式光纖傳感系統(tǒng)關(guān)鍵技術(shù)問題的研究刻不容緩。本課題主要采用新型的放大技術(shù)和接收技術(shù)應(yīng)用于長距離分布式光纖傳感系統(tǒng)。從Φ-OTDR和BOTDA系統(tǒng)的傳感機制和性能指標(biāo)出發(fā),分別采用布里淵放大方式和平衡探測技術(shù),提高系統(tǒng)的傳感性能;完成了理論模型仿真和實驗設(shè)計;并參與研制光纖分布式傳感系統(tǒng)樣機。具體完成的工作內(nèi)容如下:(1)總結(jié)了分布式光纖傳感技術(shù)及研究現(xiàn)狀,詳細的闡述Φ-OTDR及BOTDA傳感機理,給出了影響傳感系統(tǒng)的性能參數(shù);介紹了目前常用的光放大技術(shù)、光接收技術(shù)的原理及應(yīng)用場景。(2)從平衡探測的原理出發(fā),對基于平衡探測技術(shù)的BOTDA系統(tǒng)展開研究;采用光纖環(huán)路結(jié)構(gòu),充分利用平衡探測技術(shù)的優(yōu)勢,僅使用傳統(tǒng)的一階拉曼放大方式,實現(xiàn)了空間分辨率為8m,溫度測量精度為1.2°C,光纖總長約200km的超長距離BOTDA傳感系統(tǒng);同時探討了不同的光源波長設(shè)置下,邊帶抑制比對BOTDA系統(tǒng)性能的影響。(3)提出采用新型的布里淵放大技術(shù)應(yīng)用于Φ-OTDR系統(tǒng),建立基于背向泵浦的布里淵放大...

【文章頁數(shù)】：80 頁

【學(xué)位級別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
ABSTRACT
第一章 緒論
    1.1 引言
    1.2 分布式光纖傳感技術(shù)分類及研究進展
        1.2.1 基于干涉儀型的分布式光纖傳感系統(tǒng)
        1.2.2 基于散射型的分布式光纖傳感技術(shù)
    1.3 課題意義及主要研究內(nèi)容
        1.3.1 課題的意義
        1.3.2 工作內(nèi)容
第二章 Φ-OTDR和BOTDA理論基礎(chǔ)及其關(guān)鍵技術(shù)
    2.1 相敏光時域反射儀（Φ-OTDR）傳感機理
    2.2 Φ-OTDR系統(tǒng)的性能參數(shù)
        2.2.1 傳感距離
        2.2.2 空間分辨率
        2.2.3 響應(yīng)頻率
        2.2.4 信噪比
    2.3 布里淵光時域分析儀（BOTDA）傳感機理
        2.3.1 布里淵增益譜
        2.3.2 BOTDA測量原理
    2.4 BOTDA主要性能指標(biāo)
        2.4.1 動態(tài)范圍
        2.4.2 空間分辨率
        2.4.3 溫度/應(yīng)變測量精度
        2.4.4 測量時間
    2.5 分布式光纖傳感系統(tǒng)的關(guān)鍵技術(shù)
        2.5.1 光放大技術(shù)
        2.5.2 光接收技術(shù)
    2.6 本章小結(jié)
第三章 基于平衡探測的超長距離BOTDA系統(tǒng)
    3.1 平衡探測的原理
    3.2 BOTDA輸運過程
    3.3 BOTDA實驗裝置
    3.4 基于平衡探測BOTDA系統(tǒng)的溫度實驗
    3.5 濾波器對準(zhǔn)問題的分析
    3.6 BOTDA工程應(yīng)用
        3.6.1 BOTDA系統(tǒng)結(jié)構(gòu)
        3.6.2 集成化的分布式測溫系統(tǒng)樣機
    3.7 本章小結(jié)
第四章 基于布里淵放大技術(shù)的 Φ-OTDR
    4.1 布里淵放大的原理
    4.2 DBA與DRA放大的模型建立
    4.3 基于DBA與DRA放大的 Φ-OTDR曲線仿真
    4.4 基于FBA技術(shù)的 Φ-OTDR實驗研究
        4.4.1 實驗系統(tǒng)裝置
        4.4.2 FBA與FRA放大的實驗對比
        4.4.3 FBA放大的溫度特性
        4.4.4 Φ-OTDR系統(tǒng)傳感性能測試
    4.5 Φ-OTDR工程應(yīng)用
    4.6 本章小結(jié)
第五章 總結(jié)與展望
    5.1 全文總結(jié)
    5.2 后續(xù)工作的展望
致謝
參考文獻
攻讀碩士學(xué)位期間取得的成果



本文編號：3785413