【摘要】：對(duì)于擁有大片連綿山脈地區(qū)的中國(guó)來說,山體滑坡已經(jīng)成為我國(guó)很多偏遠(yuǎn)山區(qū)常見的地質(zhì)災(zāi)害之一。每年山體滑坡事故導(dǎo)致了大量人員傷害和重大經(jīng)濟(jì)損失。因此對(duì)山體滑坡的監(jiān)測(cè)顯得格外重要。傳統(tǒng)的監(jiān)測(cè)技術(shù)手段的監(jiān)測(cè)精度存在很多的不足,因?yàn)槌３Ｊ艿絹碜陨襟w滑坡監(jiān)測(cè)環(huán)境惡劣復(fù)雜,電磁干擾,溫差飄移,長(zhǎng)距離監(jiān)測(cè)電力供應(yīng)耗能以及成本等因素的同時(shí)影響。針對(duì)監(jiān)測(cè)山體滑坡問題,需要設(shè)計(jì)一套成本低,可適用于復(fù)雜地質(zhì)環(huán)境,不受電磁干擾,低電力供應(yīng)的位移測(cè)量系統(tǒng)。本課題通過測(cè)試和分析AD8302電路檢測(cè)正弦脈沖信號(hào)相位差的功能性能,提出了一種通過測(cè)量等時(shí)間間隔正弦脈沖信號(hào)之間的相位差大小來間接測(cè)量光纖拉伸量的光纖位移傳感系統(tǒng)。整個(gè)過程,采用等時(shí)間間隔正弦脈沖信號(hào)作為調(diào)制信號(hào)對(duì)波長(zhǎng)為1550 nm的光源進(jìn)行幅度調(diào)制,對(duì)不同信號(hào)波形參數(shù)下等時(shí)間間隔正弦脈沖信號(hào)之間相位差大小與所在AD8302電路的輸出電壓之間的關(guān)系進(jìn)行分析與研究。在采用相位差法測(cè)距過程中,設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)了三種檢測(cè)相位差方案,分別為透射系統(tǒng)電信號(hào)與透射光信號(hào)聯(lián)合,透射系統(tǒng)雙路光信號(hào)聯(lián)合以及反射系統(tǒng)雙路反射光信號(hào)聯(lián)合方案。并在最后一個(gè)方案實(shí)現(xiàn)過程中,制作了特定反射率的光纖微加工結(jié)構(gòu)。完成檢測(cè)相位差方案設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)之后,設(shè)計(jì)與搭建了信號(hào)發(fā)生模塊、整個(gè)光路設(shè)計(jì)模塊、檢測(cè)相位差模塊。測(cè)試和評(píng)估了在三種檢測(cè)相位差方案中各自方案測(cè)試光纖位移量大小的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)。在用透射系統(tǒng)電信號(hào)與透射光信號(hào)聯(lián)合,透射系統(tǒng)雙路光信號(hào)聯(lián)合的檢測(cè)相位差方案過程中,取得良好的測(cè)量效果,并且獲得符合實(shí)際工程需要的精度,誤差范圍為±4.44 mm和±2.02 mm。在用反射系統(tǒng)雙路反射光信號(hào)聯(lián)合方案中,取得了有效性測(cè)量結(jié)果,但線性度還不夠高。并且分析了影響測(cè)量結(jié)果的各個(gè)誤差因素,為后續(xù)繼續(xù)從被調(diào)制的反射光信號(hào)中解調(diào)光纖位移偏移量信息提供了可行性方向。本課題的三種相位差測(cè)距監(jiān)測(cè)系統(tǒng)為實(shí)現(xiàn)低成本,復(fù)雜監(jiān)測(cè)環(huán)境適用性的測(cè)距檢測(cè)系統(tǒng)提供了很好的建設(shè)性技術(shù)支持。
【圖文】：

a）山體滑坡現(xiàn)場(chǎng) b）航拍山體滑坡圖圖 1-1 四川茂縣山體滑坡圖針對(duì)山體滑坡這樣重大的地質(zhì)災(zāi)害，有必要對(duì)其進(jìn)行監(jiān)測(cè)以做到提前。但是大量具有山體滑坡風(fēng)險(xiǎn)的區(qū)域的監(jiān)測(cè)條件極其復(fù)雜，，并且對(duì)監(jiān)測(cè)系電源供應(yīng)、線路鋪設(shè)和部署方案帶來了很大的限制。.在技術(shù)不成熟的時(shí)

圖 1-2 波分復(fù)用分布式 FBG 傳感系統(tǒng)圖一些監(jiān)測(cè)傳感對(duì)象常常并非一個(gè)局限點(diǎn)，而是呈一定空間分布的場(chǎng)，如應(yīng)力場(chǎng)和溫度場(chǎng)等。為了獲得每一段監(jiān)測(cè)傳感對(duì)象的應(yīng)力情況或者溫度信息，常常需要采用波分復(fù)用分布式 FBG 傳感系統(tǒng)[39]。通過在一個(gè)傳感光纖上布置很多個(gè) FB光纖光柵傳感器，再對(duì)光纖通入寬帶光源，每一個(gè) FBG 光纖傳感器都能夠發(fā)射回
【學(xué)位授予單位】：哈爾濱工業(yè)大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2018
【分類號(hào)】：TN818;P642.22

【參考文獻(xiàn)】

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本文編號(hào)：2697766