BOTDA与FBG共传感系统的解调方法研究
发布时间：2021-08-10 02:15
传感精度是布里渊光时域分析（Brillouin optical time domain analyzer,BOTDA）系统的研究重点之一,课题将分布式BOTDA技术与高精度的光纤布拉格光栅（Fiber Bragg grating,FBG）技术结合,充分发挥分布式可实现大范围监测和FBG在关键点高精度测量的综合优势,探索BOTDA和FBG的光源共享、多传感器复用与低成本解调方法,以及BOTDA-FBG共传感系统的传感性能及其影响因素。主要研究工作和创新点如下:论文基于布里渊频移与温度和应变的对应关系,理论推导了BOTDA系统的受激布里渊增益谱,并对BOTDA系统的布里渊增益谱及温度和应变传感特性进行仿真;在此基础上,将FBG作为BOTDA光路的插入器件,运用稳态条件下BOTDA系统耦合波方程,推导出加入FBG的BOTDA-FBG共传感系统的布里渊增益谱和温度/应变的传感特性,并对共传感系统的空间分辨率、温度和应变灵敏度等性能参数进行了深入地分析和讨论,得到FBG的加入可以提高系统传感精度的结论。为进一步增强系统的传感性能、提高复用能力、降低成本,论文对BOTDA和多FBG传感系统的解调、...
【文章来源】：武汉理工大学湖北省 211工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：82 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
BOTDA结构框图
图 2-1 SBS 过程图[9]根据能量和动量守恒，可以得到[3]：B p sΩ = ω ω (2-1)A p sk = k k(2-2)式中，ωp和 ωs是泵浦波和 Stokes 波的角频率，kp和 ks表示泵浦波和 Stokes波的波矢。声波频率 B和波矢 kA满足色散关系[42]：A AV 2V sin2B A pk k θ Ω = ≈ (2-3)
( )( ) ( )0 22=g2BB Bgνν ν ν + Δ处，布里渊增益峰值为[3,8]：( )2 202p 0 A B8πn c ρ VeB Bpg gγνλ= =Γ英电致伸缩常数，约为 0.902，ρ0是光纤材料密度，为 布里渊增益谱谱宽，声子寿命 TB=ΓB-1，在常见的单模ns，因此布里渊增益谱谱宽 ΔνB约为 35MHz[9]，g0是布处的布里渊增益峰值，约为 5×10-11m/W，ν 是 SBS 过程对式(2-5)进行仿真，设置 ν 从 10.600 GHz 到 10.900 G所示论文所用光纤(G.652B)的布里渊增益谱(洛伦兹曲线
本文编号：3333249
【文章来源】：武汉理工大学湖北省 211工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：82 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
BOTDA结构框图
图 2-1 SBS 过程图[9]根据能量和动量守恒，可以得到[3]：B p sΩ = ω ω (2-1)A p sk = k k(2-2)式中，ωp和 ωs是泵浦波和 Stokes 波的角频率，kp和 ks表示泵浦波和 Stokes波的波矢。声波频率 B和波矢 kA满足色散关系[42]：A AV 2V sin2B A pk k θ Ω = ≈ (2-3)
( )( ) ( )0 22=g2BB Bgνν ν ν + Δ处，布里渊增益峰值为[3,8]：( )2 202p 0 A B8πn c ρ VeB Bpg gγνλ= =Γ英电致伸缩常数，约为 0.902，ρ0是光纤材料密度，为 布里渊增益谱谱宽，声子寿命 TB=ΓB-1，在常见的单模ns，因此布里渊增益谱谱宽 ΔνB约为 35MHz[9]，g0是布处的布里渊增益峰值，约为 5×10-11m/W，ν 是 SBS 过程对式(2-5)进行仿真，设置 ν 从 10.600 GHz 到 10.900 G所示论文所用光纤(G.652B)的布里渊增益谱(洛伦兹曲线
本文编号：3333249
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