光纖傳感技術(shù)以其獨(dú)特的優(yōu)勢(shì),成為目前智能結(jié)構(gòu)健康監(jiān)測(cè)技術(shù)中研究較為廣泛的技術(shù)。針對(duì)大型結(jié)構(gòu)、復(fù)合材料內(nèi)部裂紋、金屬結(jié)構(gòu)腐蝕等主要損傷類型,由于其具有隱蔽性強(qiáng)、結(jié)構(gòu)失效機(jī)理復(fù)雜、結(jié)構(gòu)破壞程度難以判斷等特點(diǎn),需進(jìn)行超高空間分辨率、復(fù)用容量大、精度高的傳感檢測(cè)。本文采用間距極小的超短弱反射的光纖光柵(Fiber Bragg Grating,FBG)構(gòu)筑的光纖光柵法布里珀羅(Fiber Bragg Grating Fabry-Perot,FBG-FP)陣列搭建傳感網(wǎng)絡(luò),基于光頻域反射技術(shù)搭建傳感光路,通過對(duì)解調(diào)原理、解調(diào)算法和實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證等相關(guān)問題的研究,實(shí)現(xiàn)一種具有超高空間分辨率、超大容量、高精度的全分布式光纖傳感新方法與新技術(shù)。主要研究內(nèi)容如下:(1)FBG-FP陣列的傳感機(jī)理與復(fù)用容量研究。以FBG的耦合模式方程為基礎(chǔ)推導(dǎo)FBG-FP的光譜數(shù)學(xué)表達(dá)式,并分析其溫度和應(yīng)變的傳感機(jī)理。數(shù)值模擬多重反射效應(yīng)和光譜陰影效應(yīng)對(duì)FBG-FP傳感陣列的復(fù)用極限的制約,證明降低反射率可抑制上述兩種效應(yīng),并進(jìn)一步提出采用光柵間隔不小于柵長和中心波長隨機(jī)分布的傳感陣列可分別抑制多徑反射效應(yīng)和光譜陰影效應(yīng),其中波長...

【文章頁數(shù)】：68 頁

【學(xué)位級(jí)別】：碩士

【部分圖文】：

圖1-1光外差式BOTDR分布式光纖傳感解調(diào)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖

圖1-1光外差式BOTDR分布式光纖傳感解調(diào)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖1989年，Horiguchi等人[9]最早提出了BOTDA的概念。BOTDA與BOTDR結(jié)構(gòu)上最大的不同之處在于BOTDA為雙獨(dú)立光源，BOTDA系統(tǒng)原理如圖1-2所示。當(dāng)外界環(huán)境變化影響了布里淵....

圖1-2BOTDA分布式光纖傳感解調(diào)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖

圖1-1光外差式BOTDR分布式光纖傳感解調(diào)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖1989年，Horiguchi等人[9]最早提出了BOTDA的概念。BOTDA與BO上最大的不同之處在于BOTDA為雙獨(dú)立光源，BOTDA系統(tǒng)原理如圖。當(dāng)外界環(huán)境變化影響了布里淵放大條件，通過調(diào)節(jié)兩光....

圖1-3ROTDR分布式光纖傳感解調(diào)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖

圖1-3ROTDR分布式光纖傳感解調(diào)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖OTDR、BOTDA以及ROTDR都在長距離方面優(yōu)勢(shì)明顯，但其空間能達(dá)到米量級(jí)或分米量級(jí)左右。相比之下，基于瑞利散射效應(yīng)的O的空間分辨率要高很多，但目前仍只能達(dá)到厘米量級(jí)。散射效應(yīng)較將導(dǎo)致光纖分布式傳感系統(tǒng)的信噪比較低，....

圖1-4基于OTDR的長光柵分布式解調(diào)原理圖

分辨率和光信號(hào)的脈寬呈反比關(guān)系，若想將傳感空間分辨率由1m提高到1cm，對(duì)應(yīng)的光信號(hào)的脈寬需由10ns降低至100ps以內(nèi)。但是窄脈沖光的調(diào)制成本不僅高且會(huì)降低OTDR系統(tǒng)的信噪比和動(dòng)態(tài)范圍。利用高耦合效率的長光柵為提高OTDR解調(diào)系統(tǒng)的空間分辨率提供一個(gè)新....

本文編號(hào)：4044309