【摘 要】
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分布式光纤传感技术与普通点式光纤传感技术相比,具有长距离、连续探测等多项优势,是当前光纤传感领域的研究热点。其中,相位敏感光时域反射仪(Φ-OTDR)作为分布式光纤传感技术的典型代表,广泛应用于周界安防、桥梁铁路安全监测、输电线路舞动预警等多个领域,具有广阔的发展前景。衡量Φ-OTDR传感系统优劣的性能指标主要有传感距离、空间分辨率和频率响应范围等。本文从延长Φ-OTDR传感系统的传感距离这一角度
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分布式光纤传感技术与普通点式光纤传感技术相比,具有长距离、连续探测等多项优势,是当前光纤传感领域的研究热点。其中,相位敏感光时域反射仪(Φ-OTDR)作为分布式光纤传感技术的典型代表,广泛应用于周界安防、桥梁铁路安全监测、输电线路舞动预警等多个领域,具有广阔的发展前景。衡量Φ-OTDR传感系统优劣的性能指标主要有传感距离、空间分辨率和频率响应范围等。本文从延长Φ-OTDR传感系统的传感距离这一角度出发,将光纤光栅与Φ-OTDR传感系统相结合,提升散射信号的信噪比,从而达到延长Φ-OTDR传感系统传感距离的目的,主要研究内容如下:搭建了一套基于3×3耦合器解调方法的Φ-OTDR分布式光纤传感系统;使用该系统进行了长距离光纤振动信号相位解调的实验研究,测试了其在不同光纤长度位置的探测能力。通过在传感光纤中接入光纤光栅的方法,提高散射信号在光纤长距离位置的信噪比,提升了Φ-OTDR传感系统对光纤长距离位置振动信号的探测能力,并通过实验进行了测试验证。仿真分析了散射信号的信噪比对3×3耦合器相位解调方法的影响情况,当信噪比较低时,解调幅值会与真实幅值存在比较大的差距,当信噪比逐渐增大时,解调效果会得到提升;仿真分析了当散射信号具有合适的信噪比时,传感光纤不同位置所需的光纤光栅反射率,为后续选取合适反射率的光纤光栅,增大系统最大传感距离提供理论支持。
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