论文部分内容阅读
随着科学技术和经济的快速发展,人们对住宅安全性的要求越来越高,各种安防系统不断涌现。本文研究一种新型的基于Φ-OTDR (phase-sensitive optical time-domain reflectometer,相位敏感光时域反射计)分布式光纤传感技术的安防系统。该技术通过探测从光纤中不同部分反射回来的瑞利散射光的相位变化来达到传感的目的,实验证明这种系统可以探测很微弱的扰动。基于Φ-OTDR技术的分布式光纤传感系统作为一种新型的安防监测系统,与普通传感系统相比,具有无可比拟的优势,现今的震动传感器,声音传感器,红外线传感器大都只能用于点或小范围的监测,同时隐蔽性较差,而分布式光纤传感技术使沿布设路径上的光纤全部成为敏感元件,能够进行大范围监测;传感光缆均埋藏于地底下,具有很好的隐蔽性;此外分布式光纤系统最大的优势还在于其低廉的成本,一个分布式传感光纤系统至少能代替1000个点传感器。本课题具有很强的实用价值和创新性,Φ-OTDR技术是近年来新出现的传感技术,国内研究者现在还很少,课题主要从降低系统成本,延长传感距离,和实用化三个方面做了大量的开拓性研究,具体工作包括以下几个方面:(1)由OTDR理论出发,对Φ-OTDR分布式光纤传感系统进行了理论分析;(2)提出并构造了一个基于DFB光纤激光器和采用FRP封装传感光缆的Φ-OTDR分布式光纤传感系统,实现定位距离8km,精度100m;(3)提出并构造了一个基于大功率超窄线宽单模光纤激光器和采用自行设计的掺铒光纤放大器的长距离Φ-OTDR分布式光纤传感系统,传感距离达到了32km;(4)设计了一个基于Raman放大的长距离Φ-OTDR分布式光纤传感系统,实现传感距离62km(为目前Φ-OTDR系统在国际上报道的最长定位距离);(5)将小波信号处理算法应用于降低报警信号的噪声,在DSP上面实现降噪算法;基于LabVIEW语言设计和编写了系统报警软件。