基于時(shí)分復(fù)用的分布式光纖光柵傳感系統(tǒng)的研究.pdf

1、光纖光柵傳感器已經(jīng)成為傳感器領(lǐng)域的一大研究熱點(diǎn)。它具有抗電磁干擾、精度高、穩(wěn)定性好、可復(fù)用性等諸多優(yōu)點(diǎn)。特別是其可復(fù)用性尤為突出，采用多個(gè)光纖光柵傳感器，構(gòu)成分布式傳感網(wǎng)絡(luò)，可實(shí)現(xiàn)多點(diǎn)檢測(cè)，在大型和復(fù)雜結(jié)構(gòu)監(jiān)控的實(shí)際應(yīng)用中有著重要的作用。在時(shí)分復(fù)用傳感網(wǎng)絡(luò)中，傳感器數(shù)量不再受光源帶寬和被測(cè)對(duì)象的動(dòng)態(tài)范圍的限制，理論上可復(fù)用的傳感器的數(shù)量是很可觀的，且采用串聯(lián)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)，功率利用效率很高。本文主要研究了基于時(shí)分復(fù)用(timedivision

2、 multiplexing，TDM)的光纖光柵分布式傳感系統(tǒng)。論文的主要內(nèi)容有：
　　(1)概述了光纖光柵的特點(diǎn)、分類(lèi)及其在傳感領(lǐng)域的應(yīng)用，綜述了光纖光柵傳感解調(diào)及復(fù)用技術(shù)和目前的主要研究方向。
　　(2)詳細(xì)闡述了光纖光柵傳感的相關(guān)理論。分析了光纖光柵的耦合模理論、傳輸特性及啁啾光纖布拉格光柵的特點(diǎn)；理論分析了光纖光柵的傳感原理；介紹了光纖光柵傳感器的解調(diào)技術(shù)以及分布式光纖光柵傳感網(wǎng)絡(luò)復(fù)用技術(shù)。
　　(3)對(duì)串聯(lián)拓?fù)?/p>

3、結(jié)構(gòu)的超低反射率光纖光柵的特性進(jìn)行了理論研究和仿真分析，繼而設(shè)計(jì)了一種基于TDM的分布式光纖光柵傳感系統(tǒng)，利用匹配光纖光柵解調(diào)技術(shù)進(jìn)行解調(diào)，有效地避免了光纖光柵的應(yīng)力、溫度交叉敏感效應(yīng)。仿真分析證明了本方案可用于長(zhǎng)距離、高密度傳感的測(cè)量。在第一個(gè)光纖光柵傳感探頭峰值反射率R=-40dB，傳感探頭之間距離d=1km的情況下，系統(tǒng)理論上可復(fù)用128個(gè)傳感探頭，傳感距離可達(dá)128km。
　　(4)深入研究了匹配光纖光柵解調(diào)技術(shù)，從原理和