分布式光纤应变传感系统设计与研究

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1、分布式光纤应变传感系统设计与研究燕山大学硕士学位论文分布式光纤应变传感系统设计与研究姓名：于涛申请学位级别：硕士专业：测试计量技术及仪器指导教师：王玉田;侯培国20050901摘要摘要分布式光纤应变传感器是近年来开始研究的新型传感技术，由于它可以感知传输路径上应变、压力的空间分布和随时间变化的信息，分布式光纤传感器在多层建筑、桥梁、水坝、飞行器、压力容器等重大结构与没备方面有重要的应用前景。论文在前人关于非线性光学、布里渊光谱学以及分布式光纤应变传感器的研究基础上，围绕改进系统性能，建立了比较完整

2、的分布式光纤应变传感系统设计的数学建模以及各项参数的计算，为合理的进行系统设计奠定了理论基础。论文研究内容主要包括以下几个方面：1首先论述了分布式光纤传感器的国内外研究状况和几种用于检测的基本方法。通过对多种可行的布里渊分布式光纤应变传感技术方案的比较、分析，立足于制造工艺、系统精度和国内外现有元器件，选择了基于受激布里渊散射的分布式光纤应变传感方案。2给出了受激布里渊散射光的定量描述，引入布里渊功率阈值的概念。经过定量分析，论证了布里渊散射光与光纤应变、温度呈良好的线性关系，并给出参数计算的过程

3、，为正确应用分布式光纤应变传感系统提供了理论依据。3给出了分布式光纤应变传感系统的结构框图，并对传感系统的各个部分进行了讨论，选取了激光器工作波长，完成了两个激光器的驱动电路设计。f4介绍系统设计过程中几个关键闯题的解决，提出对于该系统的一种新的温度补偿方案。完成了部分传感系统实验，为系统的整体实现打下了峰实的基础。关键词应力传感；分布式光纤；0TDR技术：布里渊散射；马赫．曾德干涉仪；燕山大学工学硕士学位论文AbstractDistributedfiberstrainsensorisanewop

4、ticalsensingtechniquearisingdevicehasinstructureandrecently．ItimportantforegroundapplicationheavysuchasvesselandSOmulfilayeritCandistributionon，sincespatialofstrainandonappereeivepressuretransmissionandinformationwithtime．Basedonofpathchangedstudynonl

5、inearanddistributedfiberstrainoptics，Brillouinspectroscopyopticalsensorofofpredecessors，surroundingimprovementsystemperformance，weestablishedamathematicmodelofdistributedrelativelycompletebuildingfiberstrainandcalculationofeachopticalsensingsystemperf

6、ormedparametertoforestablishtheoreticalbasisreasonablesystemdesign．asfollows：Thestudiesareprimaryweintroducedstatusandseveralbasicmethodsof1Firstlystudydistributedfibersensorbothhomeandandabroad．ByopticalcomparisonoffeasibleschemesforBrillouindistribu

7、tedfiberstrainanalysismanyopticalonandbasedfabricationsensingtechnique，andprocess，systemprecisionofhomeandchosedistributedabroad，weexistingcomponentsfinallyopticalwasBrillouinfiberstrainschemewhichbasedonstimulatedscattering．sensinginlightfiber，we2Thr

8、oughintroducingscatteringopticalpresentedofstimulatedBrillouinlight，andimportedquantitativedescriptionscatteringofBrillouinthreshold．B，quantificationallyanalyzing，weconceptpowerbetweenanddemonstratedlinearBrillouinlightgoodrelationshipscatteri