基于数字光频梳和多泵浦脉冲的超快速BOTDA传感系统

发布时间：2021-02-16 02:18

　　基于布里渊光时域分析（BOTDA）的传感技术具有长距离、连续分布式的测量特点,其可在几十公里的光纤上提供高精度的温度和应力传感,特别适用于一些大型土木工程和建筑物的结构健康监测。对于传统的BOTDA技术,由于在传感过程中需要通过频率扫描来获得布里渊增益谱（BGS）和布里渊频移（BFS）,其测量时间一般较长。随着学者们的不断深入研究,BOTDA技术正朝着更快测量速度等方向一直发展,而可实现动态测量的快速BOTDA传感技术已引起了广泛的关注。针对传统BOTDA技术测量时间长的问题,本文在对不同BOTDA技术进行研究的基础上,首次结合数字光频梳（DOFC）和多泵浦脉冲,提出了一个超快速BOTDA传感系统。在不需扫频的情况下,本文传感系统能快速获得传感所需的BGS和BFS分布,极大地缩短了系统的测量时间;而传感系统的空间分辨率可在不降低探测精度的条件下,得到成倍的提高。通过相关理论分析、具体系统搭建,和相应实验测试,本文的传感系统得到的研究成果如下:1、本文提出的传感系统在10km传感光纤上可同时获得0.1ms的测量时间和12.5m的空间分辨率,其中12.5m的空间分辨率是目前同类型技术中所能... 

【文章来源】：暨南大学广东省 211工程院校

【文章页数】：47 页

【学位级别】：硕士

【文章目录】：
摘要
ABSTRACT
第一章 绪论
    1.1 关于BOTDA的研究背景与意义
    1.2 快速BOTDA的研究现状
    1.3 本文的研究方案
    1.4 本文工作的优势
    1.5 本文研究工作安排
    1.6 本文主要术语说明
第二章 超快速BOTDA传感系统的原理
    2.1 引言
    2.2 DOFC的产生原理与效果
    2.3 多泵浦脉冲的产生原理与效果
    2.4 接收端的原理
    2.5 超快速BOTDA传感系统的传感原理
    2.6 关于超快速BOTDA传感系统空间分辨率的讨论
    2.7 小结
第三章 超快速BOTDA传感系统的搭建
    3.1 引言
    3.2 DOFC的具体实现过程
    3.3 多泵浦脉冲的具体实现过程
    3.4 传感系统接收端的处理过程
    3.5 小结
第四章 超快速BOTDA传感系统的验证实验和结果
    4.1 引言
    4.2 在常态下对传感系统进行布里渊效应测试
    4.3 传感系统关于分布式温度和应力传感的测试
    4.4 关于传感系统空间分辨率的测试实验
    4.5 超快速BOTDA传感系统关于振动的测试
    4.6 小结
第五章 总结与展望
参考文献
在学期间发表的学术论文及参与科研项目情况
    攻读硕士期间所发表的文章
    攻读硕士期间所参与的主要科研项目情况
致谢


【参考文献】：
期刊论文
[1]基于互相关卷积与高阶矩质心计算的布里渊散射谱特征提取[J]. 尚秋峰,胡雨婷,刘薇.  中国激光. 2017(11)
[2]脉冲编码瑞利布里渊光时域分析温度传感技术[J]. 张立欣,李永倩,安琪,李晓娟.  光学学报. 2017(11)
[3]瑞利布里渊光时域分析系统传感性能的提升方法[J]. 李永倩,张立欣,李晓娟,杨润润.  光学学报. 2017(01)
[4]损耗型矢量布里渊光时域分析光纤传感技术[J]. 李永倩,安琪,李晓娟,何玉钧,张立欣.  光学学报. 2016(09)
[5]基于布里渊光时域分析传感系统的格雷-差分脉冲混合编码技术[J]. 罗源,闫连山,邵理阳,李宗雷,潘炜,罗斌.  光学学报. 2016(08)
[6]基于BOTDA的分布式光纤传感技术新进展[J]. 彭映成,钱海,鲁辉,郭弦.  激光与光电子学进展. 2013(10)



本文编号：3035968