鈮酸鋰波導(dǎo)電光調(diào)制器偏壓控制及在BOTDA系統(tǒng)中的應(yīng)用.pdf

1、分布式光纖傳感具有重量輕、體積小、耐腐蝕、電絕緣性好、抗電磁干擾能力強(qiáng)和非入侵性等特點(diǎn)，并且能夠同時(shí)對(duì)幾十萬(wàn)個(gè)待測(cè)點(diǎn)進(jìn)行測(cè)量，由于這一優(yōu)勢(shì)，分布式光纖傳感在國(guó)防軍事、能源探測(cè)、結(jié)構(gòu)健康檢測(cè)及工程預(yù)警等領(lǐng)域有著廣泛的應(yīng)用前景。采用電光晶體進(jìn)行光信號(hào)調(diào)制是分布式光纖傳感的核心技術(shù)，其調(diào)制效果直接影響傳感系統(tǒng)的性能，包括測(cè)量距離、空間分辨率及精度。然而由于系統(tǒng)中電光調(diào)制器易受外界環(huán)境因素影響，發(fā)生工作點(diǎn)漂移，從而影響整個(gè)光纖傳感系統(tǒng)的性能。<

2、br>　　為了解決調(diào)制器工作不穩(wěn)定問(wèn)題，本文提出一種基于步進(jìn)和專家PID控制的算法。理論研究調(diào)制器的工作原理，搭建偏壓控制系統(tǒng)并對(duì)該系統(tǒng)在差分脈沖對(duì)布里淵光時(shí)域分析（DPP-BOTDA）系統(tǒng)中的應(yīng)用進(jìn)行了詳細(xì)的研究，具體內(nèi)容如下：
　　1、理論研究電光調(diào)制器的特性，并進(jìn)行仿真實(shí)驗(yàn)。分析調(diào)制器工作點(diǎn)漂移的原因和工作點(diǎn)漂移后對(duì)調(diào)制信號(hào)的影響。分別對(duì)BOTDA系統(tǒng)中脈沖調(diào)制和微波調(diào)制進(jìn)行了理論分析和仿真研究。
　　2、設(shè)計(jì)自動(dòng)偏壓

3、系統(tǒng)，對(duì)該系統(tǒng)進(jìn)行實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證。整個(gè)系統(tǒng)包含硬件模塊和軟件控制，硬件模塊包括信號(hào)采集模塊、信號(hào)處理模塊、偏置電壓輸出模塊和供電模塊；軟件部分包括硬件控制和數(shù)據(jù)算法處理。使用偏壓控制系統(tǒng)對(duì)調(diào)制器進(jìn)行控制，研究本系統(tǒng)對(duì)調(diào)制器工作點(diǎn)的鎖定效果，包括鎖定需要的時(shí)間、鎖定的精度和鎖定的穩(wěn)定性。
　　3、將所設(shè)計(jì)的偏壓控制系統(tǒng)應(yīng)用于DPP-BOTDA系統(tǒng)。使用BOTDA系統(tǒng)對(duì)懸臂梁的變形進(jìn)行測(cè)試，對(duì)采集的數(shù)據(jù)進(jìn)行處理，分析獲得的布里淵增益譜三維圖