隨著光纖通信技術(shù)的快速發(fā)展,分布式光纖傳感器因其靈敏度高、監(jiān)測范圍廣等特點被廣泛應(yīng)用于石油工程、天然氣管道、通信電纜、高壓電網(wǎng)以及生活小區(qū)等基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)的周界安防。分布式光纖傳感器系統(tǒng)主要由光學(xué)系統(tǒng)和信號處理系統(tǒng)兩部分組成,光學(xué)系統(tǒng)用來拾取外界干擾信號,信號處理系統(tǒng)對信號進行分析和處理。其中信號處理系統(tǒng)地位非常重要,是對外界干擾事件進行實時判斷和準確定位的關(guān)鍵,性能優(yōu)異的信號處理系統(tǒng)在很大程度上能夠彌補光學(xué)系統(tǒng)中的很多不足。因此,本文對分布式光纖傳感器信號處理技術(shù)進行研究。首先,本文介紹了光纖傳感系統(tǒng)的相位調(diào)制與信號干涉原理,并在此基礎(chǔ)上提出一種由Mach-Zehnder和Sagnac混合干涉儀組成的干涉型分布式光纖傳感結(jié)構(gòu);基于以上傳感結(jié)構(gòu)研究了分布式光纖傳感器的相位解調(diào)與振動定位技術(shù)。通過對3×3耦合器的傳輸特性分析,提出基于橢圓擬合算法的3×3耦合器解調(diào)技術(shù),并以單一頻率的正弦信號仿真干擾信號,證明該解調(diào)方法的有效性;針對振動位置判斷問題,提出采用頻譜分析尋找頻率陷波點的方法實現(xiàn)定位,利用Welch法譜估計進行頻譜分析,用數(shù)據(jù)“削峰法”完成頻率陷波點的尋找。其次,在上述定位算法的...

【文章頁數(shù)】：67 頁

【學(xué)位級別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
Abstract
第1章 緒論
    1.1 引言
    1.2 分布式光纖傳感技術(shù)概述
    1.3 干涉型分布式光纖傳感技術(shù)
        1.3.1 Michelson干涉型光纖傳感器
        1.3.2 Mach-Zehnder干涉型光纖傳感器
        1.3.3 Sagnac干涉型光纖傳感器
    1.4 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀
        1.4.1 分布式光纖傳感器的發(fā)展現(xiàn)狀
        1.4.2 分布式光纖傳感器信號處理技術(shù)的發(fā)展現(xiàn)狀
    1.5 研究目的和主要內(nèi)容
第2章 分布式光纖傳感系統(tǒng)理論研究
    2.1 光纖傳感原理分析
        2.1.1 相位調(diào)制原理
        2.1.2 光纖干涉原理
    2.2 分布式光纖傳感系統(tǒng)結(jié)構(gòu)原理分析
    2.3 傳感系統(tǒng)主要器件選擇
        2.3.1 光源
        2.3.2 光纖傳感器件
        2.3.3 光電探測器
        2.3.4 數(shù)據(jù)采集卡
    2.4 本章小結(jié)
第3章 分布式光纖傳感器相位解調(diào)與定位算法研究
    3.1 相位解調(diào)技術(shù)研究
        3.1.1 3×3耦合器傳輸特性
        3.1.2 基于橢圓擬合的3×3耦合器解調(diào)原理
        3.1.3 橢圓擬合的參數(shù)估計
        3.1.4 橢圓擬合解調(diào)技術(shù)仿真
    3.2 定位算法研究
        3.2.1 定位原理
        3.2.2 頻譜分析
        3.2.3 尋找陷波點
    3.3 實際擾動信號的實驗結(jié)果分析
    3.4 本章小結(jié)
第4章 分布式光纖傳感系統(tǒng)特性研究
    4.1 系統(tǒng)光路偏振特性研究
        4.1.1 系統(tǒng)結(jié)構(gòu)偏振分析
        4.1.2 光路偏振態(tài)保持
        4.1.3 實驗結(jié)果分析
    4.2 干涉系統(tǒng)噪聲特性研究
        4.2.1 系統(tǒng)噪聲特性分析
        4.2.2 系統(tǒng)降噪方法
        4.2.3 實驗結(jié)果分析
    4.3 本章小結(jié)
第5章 光纖傳感系統(tǒng)信號處理方案設(shè)計
    5.1 系統(tǒng)結(jié)構(gòu)搭建
    5.2 系統(tǒng)程序設(shè)計
        5.2.1 系統(tǒng)程序總體設(shè)計
        5.2.2 數(shù)據(jù)采集模塊
        5.2.3 降噪處理模塊
        5.2.4 信號解調(diào)模塊
        5.2.5 定位計算模塊
    5.3 實驗結(jié)果與誤差分析
    5.4 本章小結(jié)
第6章 總結(jié)與展望
    6.1 總結(jié)
    6.2 展望
參考文獻
攻讀碩士學(xué)位期間發(fā)表的論文及其它成果
致謝



本文編號：3846149