基于potdr分布式光纤传感系统的振动信号分析

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1、分类号学号M201272043学校代码10487密级硕士学位论文基于POTDR分布式光纤传感系统的振动信号分析学位申请人：胡阿焕学科专业：光学工程指导教师：唐明教授答辩日期：2014.5.20万方数据ADissertationSubmittedinPartialFulfillmentoftheRequirementsfortheDegreeofMasterofEngineeringVibrationSignalProcessingBasedonaDistributedFiberSensingSystemofPolarizati

2、onOpticalTime-DomainReflectometerCandidate:HuAhuanMajor:OpticalEngineeringSupervisor:Prof.TangMingHuazhongUniversityofScience&TechnologyWuhan430074,P.R.ChinaMay,2014万方数据独创性声明本人声明所呈交的学位论文是我个人在导师指导下进行的研究工作及取得的研究成果。尽我所知，除文中已经标明引用的内容外，本论文不包含任何其他个人或集体已经发表或撰写过的研究成果。对本文的研究

3、做出贡献的个人和集体，均已在文中以明确方式标明。本人完全意识到本声明的法律结果由本人承担。学位论文作者签名：日期：年月日学位论文版权使用授权书本学位论文作者完全了解学校有关保留、使用学位论文的规定，即：学校有权保留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和电子版，允许论文被查阅和借阅。本人授权华中科技大学可以将本学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索，可以采用影印、缩印或扫描等复制手段保存和汇编本学位论文。保密□，在年解密后适用本授权书。本论文属于不保密□。（请在以上方框内打“√”）学位论文作者签名：指导教师签名：日期：

4、年月日日期：年月日万方数据华中科技大学硕士学位论文摘要随着光纤通信产业的发展和市场的饱和，光纤产业出现了一个新的应用领域：光纤传感。与传统的传感技术相比，光纤传感技术具有集“传”与“感”一体的绝对优势，同时在性能方面具有精度高、体积小、传感器件简单、无环境损害等优点，显示着十分广阔的应用前景，特别适用于安防领域、国民基础建设的安全状况监测。本论文以基于偏振光时域反射（POTDR）分布式光纤传感系统为主要研究对象，重点研究系统中的数据采集和信号分析部分内容，研究内容对于分布式光纤传感系统的实用化和市场化具有重要意义。论文的主要内

5、容如下：第一、简单介绍了光纤传感的工作原理，分为点式光纤传感器和全分布式光纤传感器两个类别，以及目前国内外的研究现状，并对论文的研究内容及其意义做了一个简单介绍。第二、详细介绍了偏振光时域反射（POTDR）技术的基础理论，首先研究了光时域反射（OTDR）技术分析了OTDR应用于振动信号分析的局限性，从而引出了POTDR，相比OTDR，PODTR测量的是散射光信号的偏振态，对外界振动信号比较敏感，可以应用于振动信号的探测。振动信号作用于光纤时会改变光纤的双折射，当光纤的双折射发生变化时，光纤中传输光信号的偏振态就会发生明显变化，

6、从而有效探测外界振动信号。第三、介绍了POTDR传感系统的结构，详细介绍器件选型：脉冲光源、光电探测器、在线起偏器、环形器、数据采集卡、传感光纤。第四、主要研究了基于LabVIEW的数据采集和信号处理。首先简单介绍了LabVIEW，然后详细讲述了在LabVIEW平台下如何实现数据采集，采用的信号处理的方法，并进行了实验验证方法的可行性，另外针对整个POTDR传感系统进行了一个扰动点判断报警的实验，实验结果表明POTDR分布式光纤传感系统可以有效判断光纤链路上振动信号的扰动，定位的准确度为95%。第五、简单介绍了与公司合作完成的

7、一个项目：电缆隧道安全状态在线监测系统。关键词：光纤传感数据采集振动信号处理偏振光时域反射I万方数据华中科技大学硕士学位论文AbstractWiththedevelopmentandthemarketsaturationoftheopticalfibercommunication,thereisanewareaforopticalfiber—OpticalFiberSensing(OFS).Comparedwithconventionalsensingtechnology,theopticalfibersensingtechn

8、ologysettheabsoluteadvantagesof‘biography’and‘feeling’.Meanwhile,Intermsofperformances,thistechnologyhashighaccuracy,smallsize,simplestruc