基于偏振態(tài)變化時(shí)延估計(jì)的分布式光纖振動(dòng)傳感技術(shù)研究.pdf

1、石油、天然氣等資源已經(jīng)廣泛采用管道運(yùn)輸系統(tǒng)運(yùn)輸。管道運(yùn)輸系統(tǒng)是一種既安全又經(jīng)濟(jì)的運(yùn)輸方式，然而近年來各種運(yùn)輸石油管道系統(tǒng)被打孔盜油案件屢見不鮮，對(duì)國家經(jīng)濟(jì)造成了巨大的損失，這樣石油天然氣運(yùn)輸管道的自動(dòng)監(jiān)測技術(shù)就顯得日益重要。本文針對(duì)油氣管線早期預(yù)警的要求，提出一種基于偏振態(tài)變化時(shí)延差估計(jì)的分布式光纖傳感系統(tǒng)，以光纖中的光信號(hào)的偏振態(tài)作為傳感量的檢測靈敏度，定位精度高，定位實(shí)時(shí)性好的分布式光纖傳感系統(tǒng)。
　　 本文所提出的基于偏振

2、態(tài)變化時(shí)延估計(jì)的分布式光纖振動(dòng)傳感技術(shù)采用兩個(gè)直流光信號(hào)在傳感光纖中雙向注入，外界振動(dòng)會(huì)對(duì)正向和逆向傳輸?shù)墓庠斐善駪B(tài)變化，在各自的尾端利用起偏器檢測偏振態(tài)變化轉(zhuǎn)換為光強(qiáng)信息并利用光電二極管及放大電路轉(zhuǎn)化為電信號(hào)。文中對(duì)傳感系統(tǒng)的偏振傳感原理進(jìn)行了詳細(xì)的分析與研究，提出了相應(yīng)的系統(tǒng)方案，介紹了系統(tǒng)組成、光源及驅(qū)動(dòng)電路、接收系統(tǒng)中的光電二極管及其前置放大電路，并對(duì)光電二極管接收電路的線性范圍進(jìn)行測試。
　　 根據(jù)本系統(tǒng)的分布式傳感

3、原理及系統(tǒng)結(jié)構(gòu)，提出了相應(yīng)的分布式傳感檢測定位方法，利用兩路偏振態(tài)變化信號(hào)之間的時(shí)延差判斷管道沿線侵入事件的位置信息。對(duì)時(shí)延差形成的原因進(jìn)行了理論分析，并闡明利用互相關(guān)算法計(jì)算該時(shí)延差并進(jìn)行分布式傳感、定位的原理。利用FFT互功率譜相關(guān)法及基于希爾伯特變換的時(shí)延估計(jì)方法，有效地減少了直接相關(guān)法的計(jì)算量，大幅提高了定位系統(tǒng)的定位實(shí)時(shí)性。
　　 實(shí)驗(yàn)結(jié)果證明了該定位原理的正確性，將所得兩路電信號(hào)利用FFT互相關(guān)算法，對(duì)偏振擾動(dòng)點(diǎn)進(jìn)行