分布式光纖傳感器采集控制系統(tǒng)是布里淵光時域分析系統(tǒng)的重要部分,本文介紹了分布式光纖傳感器采集控制系統(tǒng)的基本理論并給出了總體設(shè)計方案。采集控制系統(tǒng)方案設(shè)計分為原理圖設(shè)計和PCB設(shè)計兩方面,在理論指導(dǎo)下對系統(tǒng)中各模塊硬件電路的原理圖和PCB布局布線進行了詳細設(shè)計。設(shè)計包括系統(tǒng)各個功能模塊的規(guī)劃設(shè)計、主要器件的選型和參數(shù)的計算（控制電路,數(shù)模電路混合設(shè)計）等,實現(xiàn)對采集和系統(tǒng)其它模塊的控制,協(xié)調(diào)各模塊的工作。本文著重闡述了分布式光纖傳感器采集控制系統(tǒng)設(shè)計的硬件電路設(shè)計�；诜植际焦饫w傳感器的理論基礎(chǔ)和PCB設(shè)計理論,完成了分布式光纖傳感器采集控制設(shè)計方案的總體設(shè)計。系統(tǒng)中每個模塊的電路設(shè)計都會直接影響分布式光纖傳感器采集控制系統(tǒng)的精度和穩(wěn)定性,論文圍繞設(shè)計方案中的電源模塊、采集控制模塊、通信接口模塊的設(shè)計進行了詳細分析與論證。論文最后對實現(xiàn)的PCB板進行了時序測試,測試結(jié)果達到了預(yù)期效果,實現(xiàn)了系統(tǒng)其它部分需要的信號。 

【文章來源】：北京郵電大學(xué)北京市 211工程院校 教育部直屬院校

【文章頁數(shù)】：61 頁

【學(xué)位級別】：碩士

【部分圖文】：

圖２－１光纖傳感器系統(tǒng)的基本組成??

（ＢＯＴＤＲ）技術(shù)；基于布里淵光時域分析（ＢＯＴＤＡ）技術(shù)；基于布里淵光頻域??分析技術(shù)（ＢＯＦＤＡ）技術(shù)。下面詳細介紹這三種技術(shù)。基于ＢＯＴＤＲ【２Ｇ＾術(shù)的分??布式光纖傳感技術(shù)結(jié)構(gòu)框圖如圖２－２所示。??ｌ－Ｊ?Ｌ?——＾?傳感總??激光器?＞?耦合器?????濾波器???ｙ???信理??圖２－２?ＢＯＴＤＲ結(jié)構(gòu)圖??ＢＯＴＤＲ系統(tǒng)中的脈沖光傳輸過程中（在光纖中傳輸），發(fā)送端能夠測量到后??向的散射光（是由布里淵散射產(chǎn)生的），在測量時光纖的位置信息是通過脈沖光??和布里淵散射產(chǎn)生的后向的散射光的時間延遲來獲得的，光纖的衰減情況是通過??后向的散射光的強度來獲得的。布里淵散射最容易受到溫度和應(yīng)變的影響，因此??只需要測量布里淵散射就可以知道影響散射的溫度和應(yīng)變的信息。法布里－珀羅??干涉儀是最為傳統(tǒng)的測量方法，但是它的缺點是不穩(wěn)定并且檢測布里淵散射信號??困難，所以測量結(jié)果不準確。后來相干測量實現(xiàn)了自發(fā)布里淵信號的檢測和分布??式溫度、應(yīng)變測量，并且測量結(jié)果很準確且只需要在光纖的一端就可以進行測量，??非常方便。ＢＯＴＤＡ最開始被當作一種非破壞性的光纖損耗測量技術(shù)

當光纖出現(xiàn)應(yīng)變時，出現(xiàn)應(yīng)變的位置的布里淵頻移也會出現(xiàn)改變，此處的??ＢＯＴＤＡ信號會出現(xiàn)衰減。可以讓探測的光源和入射的泵浦光的頻率偏差與發(fā)生??變化的布里淵頻率相等，這樣就可以獲得此處的布里淵散射信號。綜上所述，可??以利用ＢＯＴＤＡ技術(shù)探測到光線上任何一點的布里淵散射頻移，布里淵頻移會受??到應(yīng)變的影響而變化，可以利用它們之間的關(guān)系，就可以獲得光纖上任意一點的??應(yīng)變分布，此測量方法的測量準確度是非常高的。與其他的方法相比，在相同條??件下，布里淵信號能夠測量的距離更長，原因是脈沖光在沿光纖傳播時被放大，??因此利用布里淵損耗信號的測量有一定的優(yōu)越性�；冢拢希裕模良夹g(shù)的系統(tǒng)的優(yōu)??點是動態(tài)范圍大，測量精度高�；冢拢希疲模恋膫鞲屑夹g(shù)是由德國的Ｄ．Ｇａｒｕｓ等??人提出來的一種新的傳感技術(shù)，此系統(tǒng)的框圖如圖２－４所示。??泵浦激?丨：ｍ?．！?□?ｆ電光調(diào)：?！探測激ｊ??止３２?—?柄口者５?＾＂?ｉｔｉｌｎａ?ａ．ｏ??Ｔｔ；益?——?．．．．制益?兀益??Ｖ，??Ｊ?ｉ?Ｉ?＼?／?＼???Ｊ?Ｖ???／??，?Ｖ???ｘ????

【參考文獻】：
期刊論文
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博士論文
[1]基于布里淵散射的分布式光纖傳感器關(guān)鍵技術(shù)研究[D]. 楊智生.北京郵電大學(xué) 2016

碩士論文
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[2]數(shù)字化可視對講系統(tǒng)設(shè)計與實現(xiàn)[D]. 邱悅.南京理工大學(xué) 2014
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本文編號：2962281