随着分布式光纤传感技术的发展与应用,人们对于多参量、多功能融合传感技术的需求越发迫切。本着生产实践和工程安全中对振动和温度的双参量传感需求,本文提出了一种基于激光干涉和拉曼散射融合的双参量分布式光纤振动和温度融合传感技术。该技术采用了波分复用技术,在双马赫曾德干涉仪的结构基础上对融合传感技术进行了系统构建,实现了对传感光纤上对拉曼散射信号和激光干涉信号的分束解调,并达到了对振动信息和温度信息同时传感的目的。本文开展的主要创新性工作内容如下:1.提出了基于激光干涉和拉曼散射融合的分布式光纤振动和温度融合解调方法。该方法在双马赫曾德干涉仪的结构基础上,采用波分复用技术,配合以不同波长的激光光源,实现了激光干涉光和拉曼散射光的双波长融合传感。该融合解调方法采用了无缝衔接合束技术,通过在双马赫曾德干涉仪的一条传感臂上对双波长光源进行耦合,再通过波分解复用技术将拉曼散射光从传感臂上的合束光中提取出来。2.从光纤中拉曼散射的机理出发并考虑散射光中的噪声成分,提出了一种基于集合经验模态分解方法的加噪声辅助噪声分析方法。该去噪方法首先对光纤中背向拉曼散射光信号进行白噪声添加,再使用经验模态分解的方法对加噪信号进行分析。在分解后所得到的固有模态函数中,可以根据温度信号和噪声信号在分解后的信号中传播规律的差别,实现对温度突变信息和噪声信号的识别,并将噪声信号从固有模态函数中滤除,再通过函数重建还原温度信号。该方法能够有效提高信噪比,增强温度测量精度,实现长距离温度传感。3.针对偏振退化和偏振相位漂移在分布式双参量融合传感中对振动信号定位精度的影响,提出了一种快速偏振补偿方法。该偏振补偿方法是在双马赫曾德干涉仪的两个传感臂上构建偏振反馈机制,继而通过偏振控制器和偏振分束器对传感光纤中的偏振态进行快速定向补偿。该方法能够快速实现对干涉信号的相位同步和干涉可见度最大化的补偿,从而消除偏振衰退和偏振相位漂移对传感器定位精度的影响,最终降低双参量分布式光纤融合传感中对振动信号的定位误差。4.构建了基于激光干涉和拉曼散射融合的双参量分布式传感解调系统。该解调系统对硬件和软件采用了模块化设计,并加入了温度自校正机制和快速偏振补偿机制。其中,温度自校正模块通过对光纤环的温度进行实时测量来补偿双参量传感系统中器件温度漂移对温度传感性能的影响,提高传感稳定性。而快速偏振补偿模块设计了快速偏振调节的软件控制算法,通过对偏振分束器输出信号进行分析,反馈调节高速数字偏振控制器,实现对传感光纤中光偏振态的快速补偿。