模间干涉型传感器在安防系统中的应用研究

发布时间：2024-03-21 03:00

　　光纤传感技术,因为其具有性能稳定、强抗电磁干扰能力、尺寸小、重量轻等优点,成为安防领域的研究热点。本文针对于安全监控领域对光纤传感系统的重大需求,基于多模光纤的模间干涉原理,研究设计了应用于短距离小型防区的光纤振动器。文章的主要工作情况如下几点:1.对光纤传感器的应用以及光纤振动传感器在安防领域的应用进行了分析,并且介绍了几种光纤振动传感技术的原理;理论上介绍了多模光纤的模式、模间干涉原理和光纤的弹光效应;对于光纤振动传感器的数据处理和识别,理论上介绍了小波变换的滤波去噪方法和小波包能量谱的特征提取,为文章的实验研究提供理论基础。2.基于模间干涉原理,将单模-多模-单模(SMS)光纤结构运用于光纤安防系统中。以多模光纤为传感光纤,结合小波变换处理,实现对外界振动入侵事件的探测。理论分析了多模光纤的模间干涉原理,并且分别将两路传感光纤置于围栏和铺设在地面上,对几种振动入侵事件进行实验分析。研究结果表明:该结构型传感器能够快速有效的探测到振动入侵信号,在光纤安防领域中具有较好的可行性。该结构型传感系统由于其结构简单,成本低廉等优点,在光纤安防系统中具有重要意义。3.针对单模-多模-单模(S...

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【学位级别】：硕士

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摘要
abstract
第1章 绪论
    1.1 研究背景和意义
    1.2 国内外研究现状
    1.3 光纤振动传感技术的分类
        1.3.1 Sagnac型光纤干涉技术
        1.3.2 Michelson型光纤干涉技术
        1.3.3 Mach-Zehnder型光纤干涉技术
        1.3.4 光纤布拉格光栅传感技术
        1.3.5 OTDR光纤传感技术
        1.3.6 模间干涉型光纤传感技术
    1.4 本文主要工作
第2章 光纤振动传感器基本原理
    2.1 多模光纤的模式
    2.2 模间干涉原理
    2.3 弹光效应
    2.4 本章小结
第3章 光纤振动传感器的信号处理
    3.1 傅里叶变换
        3.1.1 傅里叶变换简介
        3.1.2 短时傅里叶变换
    3.2 小波分析
        3.2.1 连续小波变换
        3.2.2 离散小波变换
    3.3 小波的阈值去噪
        3.3.1 小波阈值去噪的基本原理
        3.3.2 阈值的选取及处理方法
        3.3.3 阈值去噪算法的设计
    3.4 小波包理论及小波包能量谱分析
        3.4.1 小波包分解与重构
        3.4.2 小波包能量谱
    3.5 本章小结
第4章 单模-多模-单模光纤结构在安防系统的实验研究
    4.1 理论分析
    4.2 实验研究
        4.2.1 系统结构
        4.2.2 系统传感测试
        4.2.3 入侵事件测试
    4.3 本章小结
第5章 光纤振动传感信号的模式识别
    5.1 理论分析
        5.1.1 振动数据的特征提取
        5.1.2 BP神经网络的模式识别
    5.2 实验研究
        5.2.1 数据的获取和特征提取
        5.2.2 振动信号的分类识别
    5.3 本章小结
第6章 总结与展望
    6.1 文章总结
    6.2 工作展望
参考文献
致谢
个人简历、在学期间发表的学术论文与研究成果



本文编号：3933721