相位敏感光时域反射计（Phase-sensitive Optical Time Domain Reflectometer,Φ-OTDR）是一种高灵敏度的全分布式光纤振动传感器,具备耐高温、耐高压、抗电磁干扰等优点,可实现高信噪比、多点非破坏性定量检测,被广泛用于各类大型基础设施健康检测场合。传统的光时域反射计（Optical Time Domain Reflectometer,OTDR）大多基于幅度检测,只能用于定性分析。相较于传统的OTDR技术,Φ-OTDR不仅能定性分析,还可定量感知光纤外界物理量信息。实现Φ-OTDR定量检测的关键技术之一是相位调制解调技术,它能够恢复出加载到光纤上的振动信号。目前比较主流的用于定量检测的相位调制解调技术有3×3耦合器法、相位生成载波法和外差检测法。这三种方法虽然在传感性能上各有优势,但是在器件成本、系统结构和算法处理上有一定的局限性。本文提出一种新的Φ-OTDR相位调制解调技术——双脉冲移相干涉调制解调方案,它能够在保证解调相位精度和动态范围的前提下,简化系统硬件结构,并降低相位计算复杂度。本文主要从双脉冲移相干涉型Φ-OTDR的光学系统结构、相位检测方法和实时信号处理三个方面详细展开。本文采用改进后的直接探测型Φ-OTDR光学系统结构,具备结构简单、成本低、信噪比高等优势;相位检测方法采用的是一种新型的双脉冲移相调制方法,双脉冲间会交替产生移相量为0、-π/2和π/2的三种干涉信号,利用反正切法可以直接求得相位信息,相位提取算法的复杂度低,并且具有精度高和动态范围大等优点;实时信号处理是通过FPGA实现对光器件的控制和光强信号的提取,一方面能够满足双脉冲移相干涉型Φ-OTDR系统对于调制信号时序控制方面的严格要求,另一方面可以降低整体数据传输量,提高系统实时处理能力。最后,通过实验验证本文提出的双脉冲移相干涉检测方法的可行性,对测量单点振动实验和多点振动实验的传感性能进行综合评估。实现了对频率范围在10Hz～400Hz和幅度范围在500m V～4V的信号的动态检测,成功解调出位于92m和172m处喇叭的时域信息和频域信息,其中定位精度为3m,信噪比最佳达到50d B。