论文部分内容阅读
光纤光栅（FBG）作为传感器时独有的波长编码和易于构成传感网络的特性使其可实现多点测量。基于目前国内外光纤光栅传感解调和复用技术的现状，本文利用调频连续波（FMCW）的光纤光栅复用技术，提出并实现了光纤光栅准分布式复用及传感系统。该技术方案既保证了较宽的调谐范围，又可获得较高的信噪比，同时将不同串FBG传感器有机结合起来组成传感网络，可以使分布式传感二维甚至立体化。本论文利用LabVIEW构建出了调频连续波的光纤光栅准分布式复用技术仿真模型，利用该仿真模型进行了FBG复用距离与系统最小分辨距离整数倍关系的仿真，实现了用差频频率大小进行寻址的目的；进行了FBG复用距离与系统最小分辨距离非整数倍关系的仿真，发现了差频幅值大小随光栅复用距离变化的曲线规律，实现了通过差频幅值大小来进行寻址的目的；完善了寻址理论，实现了超远距离光栅的寻址，并在FBG复用距离与扫频周期的仿真研究中得到验证，实现了万米以上超远距离光栅的寻址。在理论和仿真的基础上，该论文搭建出调频连续波的光纤光栅准分布式复用技术实验平台，利用该实验平台，进行了FBG复用距离与系统最小分辨距离整数倍关系的实验，验证了可通过差频频率大小进行寻址的理论；进行了FBG复用距离与系统最小分辨距离非整数倍关系的实验，得到了差频大小和数量与仿真结果相符的结论；进行了系统扫频变化范围的研究，验证了差频频率的大小与扫频变化范围成正比，且最小分辨距离与扫频变化范围成反比，在信号发生器扫频变化范围为80MHz的条件下，最小分辨距离达到1.25m；进行了系统准分布式光纤光栅传感的实验研究，实现了基于调频连续波技术的光纤光栅传感及复用技术，其系统灵敏度为0.59℃/mV，已达到了实际工程应用的标准。