光纖傳感器具有抗電磁干擾、耐腐蝕、電絕緣性好、靈敏度高以及可以實現(xiàn)大范圍監(jiān)測等諸多優(yōu)點,逐漸成為傳感領(lǐng)域的研究熱點。其中,基于瑞利散射的分布式光纖振動傳感系統(tǒng)可對光纖沿線的振動、壓力以及傳輸損耗等參量進行連續(xù)的測量,可應(yīng)用于海底光纜、周界安防監(jiān)測等領(lǐng)域;基于光纖光柵的傳感技術(shù)具有便于復(fù)用組網(wǎng)而實現(xiàn)分布式傳感等優(yōu)勢,被廣泛用于環(huán)境監(jiān)測、大型軍民設(shè)施健康檢測、石油管道安全監(jiān)測等領(lǐng)域。本文重點針對長距離分布式光纖振動傳感系統(tǒng)的研制和時分復(fù)用光纖光柵傳感系統(tǒng)性能的提升開展深入的研究,完成的主要工作如下:第一,總結(jié)了瑞利散射型光纖傳感技術(shù)與光纖光柵傳感技術(shù)的國內(nèi)外研究現(xiàn)狀,闡述了光時域反射與相位光時域反射技術(shù)的工作原理,研究了光纖光柵溫度及應(yīng)變的傳感原理。第二,設(shè)計了拉曼放大系統(tǒng)的硬件電路,搭建了基于拉曼放大的分布式光纖振動傳感系統(tǒng),并實現(xiàn)了60 km的傳感測量。第三,分析了包括光柵長度、光柵折射率調(diào)制深度、切趾函數(shù)等不同光學(xué)參數(shù)對光纖光柵反射譜特性的影響,并在此基礎(chǔ)上,利用OptiGrating仿真平臺進行了特定弱反射率光柵的設(shè)計與研究。最后,為了提高時分復(fù)用光纖光柵溫度傳感系統(tǒng)的性能,采用了... 

【文章來源】：上海第二工業(yè)大學(xué)上海市

【文章頁數(shù)】：76 頁

【學(xué)位級別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
abstract
第一章 緒論
    1.1 研究背景及意義
    1.2 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀
        1.2.1 瑞利散射型光纖傳感技術(shù)的研究現(xiàn)狀
        1.2.2 光纖光柵傳感技術(shù)的研究現(xiàn)狀
    1.3 論文主要內(nèi)容及章節(jié)安排
第二章 瑞利散射型光纖傳感技術(shù)及光纖光柵傳感技術(shù)原理
    2.1 光時域反射與相位光時域反射傳感技術(shù)
        2.1.1 瑞利散射
        2.1.2 光時域反射技術(shù)
        2.1.3 相位光時域反射技術(shù)
    2.2 光纖光柵傳感原理
        2.2.1 溫度傳感模型
        2.2.2 應(yīng)變傳感模型
    2.3 本章小結(jié)
第三章 基于拉曼放大的分布式光纖振動傳感系統(tǒng)設(shè)計
    3.1 系統(tǒng)總體方案設(shè)計
        3.1.1 光纖拉曼放大技術(shù)
        3.1.2 基于拉曼放大的分布式光纖振動傳感系統(tǒng)模型
    3.2 拉曼放大系統(tǒng)的硬件電路設(shè)計
        3.2.1 系統(tǒng)關(guān)鍵模塊選型
        3.2.2 系統(tǒng)各模塊電路原理圖設(shè)計
        3.2.3 PCB板設(shè)計
    3.3 實驗與分析
    3.4 本章小結(jié)
第四章 光纖光柵特性分析與弱反射率光柵設(shè)計
    4.1 光纖光柵特性分析理論
        4.1.1 耦合模理論
        4.1.2 傳輸矩陣理論
    4.2 光纖光柵參數(shù)對反射譜特性影響分析
        4.2.1 光柵長度對反射譜的影響分析
        4.2.2 折射率調(diào)制深度對反射譜的影響分析
        4.2.3 切趾函數(shù)對反射譜的影響分析
    4.3 弱反射率光柵的設(shè)計
        4.3.1 OptiGrating光柵設(shè)計軟件簡介
        4.3.2 弱反射率的光柵設(shè)計
    4.4 本章小結(jié)
第五章 基于編碼的時分復(fù)用光纖光柵傳感系統(tǒng)研究
    5.1 傳統(tǒng)單脈沖時分復(fù)用光纖光柵傳感系統(tǒng)模型
    5.2 基于單一編碼技術(shù)的時分復(fù)用光纖光柵傳感系統(tǒng)模型
        5.2.1 基于Simplex編碼的時分復(fù)用光纖光柵傳感系統(tǒng)模型
        5.2.2 基于Golay編碼的時分復(fù)用光纖光柵傳感系統(tǒng)模型
    5.3 基于G-S復(fù)合編碼的時分復(fù)用光纖光柵傳感系統(tǒng)模型
    5.4 系統(tǒng)性能理論分析
        5.4.1 系統(tǒng)信噪比
        5.4.2 系統(tǒng)空間分辨率
    5.5 仿真實驗與結(jié)果
        5.5.1 基于單脈沖的系統(tǒng)仿真
        5.5.2 基于Simplex編碼與Golay編碼的系統(tǒng)仿真
        5.5.3 基于G-S復(fù)合編碼的系統(tǒng)仿真
    5.6 本章小結(jié)
第六章 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：3171162