基于Mach-Zehnder干涉儀分布式擾動(dòng)傳感器的定位方法研究.pdf

1、分布式光纖擾動(dòng)傳感器具有靈敏度高，可以實(shí)現(xiàn)連續(xù)分布式傳感檢測(cè)等優(yōu)勢(shì)，在石油化工、生物醫(yī)學(xué)、電力系統(tǒng)等各個(gè)領(lǐng)域獲得了廣泛應(yīng)用。目前國(guó)內(nèi)外針對(duì)分布式擾動(dòng)傳感器有多種方案，其中，以基于Mach-Zehnder干涉儀結(jié)構(gòu)為主流技術(shù)方案。Mach-Zehnder干涉儀分布式擾動(dòng)傳感器系統(tǒng)可實(shí)現(xiàn)傳感光纖上任意一點(diǎn)的連續(xù)分布式檢測(cè)，通過傳感信號(hào)的時(shí)延估計(jì)獲得擾動(dòng)發(fā)生的位置。時(shí)延估計(jì)方法對(duì)Mach-Zehnder干涉儀光纖分布式擾動(dòng)傳感器系統(tǒng)的定位分辨

2、率和定位誤差具有重要影響。
　　本文主要研究了Mach-Zehnder干涉儀光纖傳感器中的定位方法，文中首先研究了Mach-Zehnder干涉儀分布式擾動(dòng)傳感器的發(fā)展現(xiàn)狀，分析了其關(guān)鍵技術(shù)的研究進(jìn)展，重點(diǎn)分析了定位方法的研究情況以及存在的問題。介紹了雙Mach-Zehnder干涉儀分布式擾動(dòng)傳感器的結(jié)構(gòu)和各個(gè)組成部分，研究了相位調(diào)制原理，得到出射光波與擾動(dòng)之間的關(guān)系式;研究了利用了兩路傳感信號(hào)間的時(shí)延差來估計(jì)擾動(dòng)位置的原理，并推導(dǎo)

3、了擾動(dòng)位置與時(shí)延差之間的關(guān)系式。
　　其次研究了互相關(guān)定位方法和倒譜定位方法原理，以及在雙Mach-Zehnder干涉儀光纖分布式擾動(dòng)傳感系統(tǒng)中的應(yīng)用。并針對(duì)減小傳統(tǒng)互相關(guān)定位誤差，提出了一種基于李薩如圖定位方法對(duì)傳感系統(tǒng)的擾動(dòng)進(jìn)行定位。通過對(duì)采集的傳感信號(hào)的李薩如圖進(jìn)行處理，得到李薩如圖形中的擬合橢圓，研究了擬合橢圓參數(shù)和時(shí)延之間的關(guān)系。研究結(jié)果表明:橢圓長(zhǎng)半軸和短半軸隨時(shí)延呈現(xiàn)出線性的變化關(guān)系，橢圓短半軸對(duì)時(shí)延的變化更為敏感，