随着我国城市化和现代化水平的不断提高,地铁、桥梁、管道等大型基础设施在快速建设的同时,在城市经济、交通、工业等方面的发展中起到了越来越重要的作用,因此对上述基础设施的运行状态进行实时故障监测变得尤为重要。振动参量的检测常用于故障监测,大多基础设施具有规模大、距离长、工作环境复杂多变等特点,传统点式分离的振动传感器很难满足这些场景下的监测需求。基于萨格奈克干涉的分布式光纤振动检测技术以光纤为传感和传输的载体,克服了传统传感器的不足,拥有广阔的应用前景。在工程应用中,实时检测长距离光纤沿线的振动信号对数据的采集和传输处理速度提出了较高的要求。因此,在萨格奈克振动检测系统中引入FPGA技术以实现振动信号的实时采集和高速传输。为实现振动信号的实时检测和定位解调,本文所设计的萨格奈克振动检测系统分为三个部分:萨格奈克干涉光学系统、高速数据采集传输系统以及上位机数据解调软件。其中萨格奈克干涉光学系统通过振动对光纤中光信号的调制作用使光信号间存在相位差,进而产生干涉光信号,并最终将携带有振动信息的干涉光信号转换为电信号;高速数据采集传输系统将光学系统输出的模拟信号转换成数字信号,并将数据传输给上位机。上位机数据解调软件主要负责整个系统的控制和数据处理显示等功能,将采集到的数据进行算法处理,最终还原并定位振动信号。研究内容主要有如下几个方面:第一、研究了萨格奈克振动传感机理,主要包括振动对光信号的相位调制机理、环形萨格奈克干涉结构振动解调机理、直线型萨格奈克干涉结构振动解调机理以及双路萨格奈克干涉振动解调机理,并介绍了萨格奈克振动检测系统的总体设计方案,并根据系统需求对主要器件进行选型。第二、基于AD9218芯片、CYUSB3014芯片以及Altera的FPGA芯片设计了高速数据采集传输系统,详细介绍了总体的采集方案并设计了差分驱动电路;阐述了异步FIFO的基本原理并实现了系统的各个逻辑模块。最后对程序进行调试后验证了此系统具备实时采集与传输的功能。第三、通过分析系统的功能需求设计了基于LabVIEW的上位机软件,对主要的功能模块及其程序框图进行了具体说明,包括定标与报警模块、数据读取模块以及数据处理模块,并最终设计优化了上位机软件界面。第四、建立了基于FPGA的萨格奈克振动检测系统,首先对单个通道的数据进行分析,探究了零频点法的定位优缺性。随后对两个通道的信号进行分析,对单频、冲击等不同类型振动信号进行检测定位,并分析了定位算法的优势。最终对系统性能进行测试,结果表明,系统能够在5km的传感距离内实现100m以内的定位误差,此外还测试了真实的敲击、踩踏振动信号,证明了该方案在实际应用中具有广阔的前景。