基于相位敏感光时域反射计的多功能光纤安防系统实用化技术研究

被引量 : 11次 | 上传用户:scratch2000
下载到本地 , 更方便阅读
声明 : 本文档内容版权归属内容提供方 , 如果您对本文有版权争议 , 可与客服联系进行内容授权或下架
论文部分内容阅读
分布式光纤传技术是将光纤同时作为传输和传感介质的一种传感技术,能对待测参量进行远程实时监测。基于分布式光纤传感的周界安防系统是新一代安防系统,与传统机电类安防系统相比,具有灵敏度高、体积小、重量轻、抗电磁辐射能力强等优点,可应用于多种恶劣环境。普通分布式光纤安防系统,例如基于M-Z、Sagnac等干涉型光纤传感系统,通常只能实现单点检测。为实现多入侵点的同时检测和定位,本文开展了基于相位敏感光时域反射计(Φ-OTDR)的多功能光纤安防系统研究。作为一种新型安防检测系统,其不仅具备多点入侵同时检测和定位能力,而且具有隐蔽性好,定位精确,适宜长距离大范围监测等优点,在安防领域有着广阔的应用前景。本文对基于Φ-OTDR的多功能光纤安防系统的实用化技术进行研究,主要工作分以下几方面:(1)分别讲述了基于OTDR和基于干涉仪原理的分布式光纤传感技术的研究现状,并比较了两种传感技术的差异;深入分析了结合OTDR和干涉原理的Φ-OTDR系统所具有的独特优势和发展前景。(2)介绍了光纤中的光散射现象,分析了Φ-OTDR系统的检测和定位原理,结合光纤后向散射离散模型和蒙特卡罗方法对系统进行了理论分析和仿真模拟。(3)研究了激光器线宽、累加平均次数、脉冲宽度以及入侵信号对系统性能的影响。首先,发现了噪声随累加平均次数增加而呈现出先快后慢的衰减趋势,信噪比随脉冲宽度的增大而先增后减的规律。然后,研究得出信噪比和定位精度随入侵信号相位呈周期性的变化规律,以及入侵信号频率对系统漏报率的影响。最后,针对系统中存在的一些缺陷提出了初步的解决方案并进行了实验研究。(4)搭建了一套多功能光纤安防系统,研究了系统中各器件的参数和选型要求,进行了多点入侵检测实验。实验中将温度补偿光纤光栅引入到该系统,并采用了多种软件滤波技术。在15km的光纤上实现了4个扰动点的同时检测和定位,达到了8m的空间分辨率,15dB的信噪比和2m的定位精度,是迄今为止国际已知报道中最多的扰动同时定位点数。最后提出了一种实用化多功能结构健康和边界安防光纤检测系统,并进行了初步的实验研究。(5)提出了一种适用于多功能光纤分布式安防监测系统的新型数据处理和信号解调方案,在LabVIEW平台下开发了实现该解调方案的Φ-OTDR监测软件。
其他文献
松花江大顶子山航电枢纽工程(简称:大顶子山工程)是松花江干流上第一座控制性水利工程,以改善松花江哈尔滨段水质和松花江上航运为主要目标。工程竣工后在哈尔滨段部分水域发现
本文首先阐述了选题背景与意义,明确研究对象,界定相关概念,对遗址博物馆的相关研究进行综述,并对遗址博物馆的现状进行评估。在肯定理论研究及实践探索成绩的同时,也指出了
世界化与地区经济一体化成为世界贸易的大趋势,并且对韩国以及东北亚州带来很大的影响。世界经济变化不仅推进泛世界性趋势的贸易自由化,另一方积极推进经济集团化。随着时代
目的:分析胎膜早破相关因素与预防。方法:选择我院妇产科2014年2月到2015年2月收治的胎膜早破产妇80例作为该研究的对象,对其临床资料进行回顾性分析,探讨其相关因素和预防措
高中英语阅读是学生英语成绩中较为关键的因素,教师应该重视学生的英语阅读水平,合理运用语篇分析理论全面提高学生的阅读能力,通过语篇分析的几个步骤,教会学生分析阅读中语
流动性一般被认为是市场执行交易的能力,这种能力表现为交易的便利性和交易对价格冲击的最小化。对于流动性的衡量有基于买卖价差的方法、流动比率的方法、交易对价格的冲击的
锂离子电池在我们的日常生活中应用越来越广,其在生产、运输及使用过程中的安全问题,引起广泛的关注。中国锂离子电池工厂产能不断增加,在出口认证方面的需求也越来越多。研究锂
本篇文章通过简单介绍了现代经济管理思想的相关概念,并且通过概述传统经济管理思想,在实践活动中的具体运用,将二者进行对比和分析。在充分说明二者所具备的优点同时,也更进
<正>当前,新一轮科技与产业变革孕育兴起,新技术、新产业、新业态、新模式层出不穷,创新创业资源全球配置日趋加速。我国大众创业、万众创新进入深入发展阶段,孵化器专业化、
在现有的理论框架中,正念作用机制之一帮助减少练习者的穷思竭虑来提升心理健康,而这样的效果正是一定程度上可以通过“去自动化”这一认知过程实现的。本研究采用Stroop色词任