本文關(guān)鍵詞：光纖預(yù)警系統(tǒng)中振動信號受復(fù)雜地表環(huán)境的影響研究，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

【摘要】：隨著工業(yè)的迅速發(fā)展和能源結(jié)構(gòu)的不斷變化,石油和天然氣在整個能源中占比逐漸增大,因此保證石油天然氣的安全運輸也日趨重要�，F(xiàn)今,基于后向瑞利散射原理的分布式光纖傳感系統(tǒng)逐漸運用在管道安全預(yù)警方面,它可以實現(xiàn)對長距離油氣管道的安全監(jiān)測。我國幅員遼闊、地形復(fù)雜,油氣管道分布在不同的地表環(huán)境下,因此光纖預(yù)警系統(tǒng)也隨之分布。不同的地表環(huán)境因素如溫度、含水量等都有可能對光纖預(yù)警系統(tǒng)的信號采集影響。本文對此進行研究來分析地表環(huán)境的因素(如溫度、含水量等)的差異對光纖系統(tǒng)信號采集的影響,進而提高光纖預(yù)警系統(tǒng)的靈敏度與準確性。本文首先闡述了光纖預(yù)警系統(tǒng)的基本機理和主要技術(shù);然后從土壤振動、光纖傳感以及環(huán)境改變?nèi)齻�方面對光纖預(yù)警系統(tǒng)受到環(huán)境的影響這一研究課題進行了理論分析,其中在土壤振動方面采用了彈性半空間理論等力學(xué)理論,在光纖傳感方面采用了基本的光纖原理,在環(huán)境改變中主要研究了溫度和含水量這兩個主要因素改變對土壤振動和光纖傳感的影響,通過對以上三方面的理論研究建立了整個系統(tǒng)的數(shù)學(xué)模型,然后應(yīng)用MATLAB軟件對該模型進行了仿真,分析了這兩個環(huán)境因素改變對整個系統(tǒng)的影響;最后通過現(xiàn)場實驗,用光纖預(yù)警系統(tǒng)采集相同振源在地表環(huán)境不同的情況下的信號進行處理,與系統(tǒng)仿真的結(jié)果進行對比得出最終結(jié)論。實驗初步表明,在零攝氏度以上時土壤振動信號的峰值光功率隨溫度上升增大,隨含水量增大變小,這兩個結(jié)果與理論分析與模擬仿真相一致,由此說明了光纖預(yù)警系統(tǒng)中的振動信號會受土壤環(huán)境改變的影響,為進一步完善光纖預(yù)警系統(tǒng)提供了理論支持。
【關(guān)鍵詞】：分布式光纖傳感 土壤環(huán)境 后向瑞利散射 振動信號
【學(xué)位授予單位】：北京理工大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號】：TE88;TN911.7
【目錄】：

• 摘要5-6
• Abstract6-9
• 第1章 緒論9-17
• 1.1 課題的研究背景與意義9
• 1.2 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀9-14
• 1.2.1 光纖傳感技術(shù)概況9-11
• 1.2.2 國外研究進展11-12
• 1.2.3 國內(nèi)研究進展12-14
• 1.3 論文研究內(nèi)容與章節(jié)安排14-17
• 第2章 光纖預(yù)警系統(tǒng)的基本原理17-23
• 2.1 光纖的光散射現(xiàn)象17-19
• 2.1.1 光纖中的三種光散射17-18
• 2.1.2 光纖中的瑞利散射18-19
• 2.2 分布式光纖傳感的原理19-22
• 2.2.1 相干光時域反射技術(shù)原理20
• 2.2.2 后向瑞利散射的光纖傳感系統(tǒng)特性指標20-22
• 2.3 本章小結(jié)22-23
• 第3章 光纖預(yù)警系統(tǒng)受環(huán)境影響的理論分析23-43
• 3.1 土壤振動23-31
• 3.1.1 振動的分類23-24
• 3.1.2 土壤的物理特性參數(shù)24-25
• 3.1.3 土壤的振動模型25-27
• 3.1.4 彈性半空間的波動理論27-30
• 3.1.5 彈性半空間的基本解及振動方程30-31
• 3.2 光纖傳感31-36
• 3.2.1 光纜受迫振動31-33
• 3.2.2 光纖的相位調(diào)制33-35
• 3.2.3 光電轉(zhuǎn)換35-36
• 3.3 土壤環(huán)境改變的影響36-42
• 3.3.1 溫度改變的影響37-40
• 3.3.2 含水量改變的影響40-42
• 3.4 本章小結(jié)42-43
• 第4章 基于MATLAB的系統(tǒng)建模與仿真43-50
• 4.1 系統(tǒng)建模與仿真方法43-44
• 4.2 溫度影響的仿真44-47
• 4.2.1 土壤振動信號縱向振動幅值仿真44-46
• 4.2.2 光電轉(zhuǎn)換電流的仿真46-47
• 4.3 含水量影響的仿真47-49
• 4.4 本章小結(jié)49-50
• 第5章 現(xiàn)場實驗與數(shù)據(jù)分析50-57
• 5.1 現(xiàn)場實驗50-51
• 5.2 數(shù)據(jù)采集與分析51-56
• 5.2.1 溫度實驗數(shù)據(jù)采集51-53
• 5.2.2 含水量實驗數(shù)據(jù)采集53-56
• 5.3 本章小結(jié)56-57
• 總結(jié)與展望57-59
• 參考文獻59-63
• 攻讀學(xué)位期間發(fā)表論文與研究成果清單63-64
• 致謝64

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