基于相干瑞利散射的分布式光纤传感信号模拟与实验研究

来源 :中国科学院研究生院 中国科学院大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:suka
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随着油气资源的需求日益增大,输油管道的安全监测越来越受到人们的重视。分布式光纤传感系统作为一种新型的安防监测系统,不仅具有抗电磁干扰、抗腐蚀、灵敏度高等特点,而且具有隐蔽性好、报警定位精确、数据处理相对简单等优点,长距离分布式光纤传感器更是由于其传感距离长,不需要中继等优势,在管道的安全监测方面有重要的应用前景。   本文对各种传感系统的工作原理、应用及发展现状进行了分析,对比其优缺点。接着研究分析了各种相关技术的原理和优缺点,根据传感系统的特点和实际需要对系统关键器件进行选择,实现长距离光纤传感系统。   本文开展了基于光纤后向相干瑞利散射原理的分布式光纤传感在管道安全实时监测系统中的信号数值模拟和实验研究。采用多个连续脉冲周期光纤相干后向瑞利散射光在有扰动情况的一维脉冲响应理论模型,解释了外部扰动对整个后向瑞利散射信号的影响。并且对理论模型进行数值模拟直观的展示了相干后向瑞利散射光功率关系曲线;通过对4km长度的光纤进行扰动传感实验,有效地定位了扰动的发生;并且提出了一种利用软件寻峰归一化提高后向瑞利散射功率信号信噪比的方法,可以减少平均次数,从而增大可提取的扰动频率范围。
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