基于COTDR的溫度-應(yīng)變傳感技術(shù)研究.pdf

1、本文綜述了國(guó)內(nèi)外分布式傳感技術(shù)的發(fā)展現(xiàn)狀，并對(duì)相干光時(shí)域反射計(jì)(COTDR)在溫度/應(yīng)變傳感領(lǐng)域的應(yīng)用研究進(jìn)行了詳細(xì)地闡述。理論分析了基于COTDR的溫度/應(yīng)變傳感機(jī)理，實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證了后向瑞利散射曲線的可重復(fù)性和可恢復(fù)性。針對(duì)單頻 COTDR入纖功率低、系統(tǒng)信噪比低、測(cè)量誤差較大等問(wèn)題，提出了基于多頻 COTDR的溫度/應(yīng)變測(cè)量方案，并通過(guò)理論分析和MATLAB仿真證明了該方案的可行性及優(yōu)越性。仿真結(jié)果表明，相比于單頻COTDR，基于多頻C

2、OTDR的溫度/應(yīng)變傳感系統(tǒng)可有效地提高傳感光纖的受激布里淵散射閾值，增大系統(tǒng)信噪比，降低系統(tǒng)測(cè)量誤差，在150 m傳感光纖上達(dá)到了溫度測(cè)量誤差0.005℃、應(yīng)變測(cè)量誤差0.004με、空間分辨率1 m的性能指標(biāo)。
　　針對(duì)COTDR的探測(cè)脈沖在傳感光纖中傳輸時(shí)的色散問(wèn)題，理論分析了單模光纖中色散對(duì)于脈沖寬度的影響，數(shù)學(xué)推導(dǎo)了色散對(duì)于COTDR系統(tǒng)性能的影響公式，利用MATLAB仿真了無(wú)啁啾三階超高斯脈沖在單模光纖中傳輸時(shí)的波形變