【摘要】：分布式光纤传感具有重量轻、体积小、耐腐蚀、电绝缘性好、抗电磁干扰能力强和非入侵性等特点,并且能够同时对几十万个待测点进行测量,由于这一优势,分布式光纤传感在国防军事、能源探测、结构健康检测及工程预警等领域有着广泛的应用前景。采用电光晶体进行光信号调制是分布式光纤传感的核心技术,其调制效果直接影响传感系统的性能,包括测量距离、空间分辨率及精度。然而由于系统中电光调制器易受外界环境因素影响,发生工作点漂移,从而影响整个光纤传感系统的性能。为了解决调制器工作不稳定问题,本文提出一种基于步进和专家PID控制的算法。理论研究调制器的工作原理,搭建偏压控制系统并对该系统在差分脉冲对布里渊光时域分析(DPP-BOTDA)系统中的应用进行了详细的研究,具体内容如下:1、理论研究电光调制器的特性,并进行仿真实验。分析调制器工作点漂移的原因和工作点漂移后对调制信号的影响。分别对BOTDA系统中脉冲调制和微波调制进行了理论分析和仿真研究。2、设计自动偏压系统,对该系统进行实验验证。整个系统包含硬件模块和软件控制,硬件模块包括信号采集模块、信号处理模块、偏置电压输出模块和供电模块;软件部分包括硬件控制和数据算法处理。使用偏压控制系统对调制器进行控制,研究本系统对调制器工作点的锁定效果,包括锁定需要的时间、锁定的精度和锁定的稳定性。3、将所设计的偏压控制系统应用于DPP-BOTDA系统。使用BOTDA系统对悬臂梁的变形进行测试,对采集的数据进行处理,分析获得的布里渊增益谱三维图和布里渊中心频率曲线。

【学位授予单位】：哈尔滨工业大学
【学位授予年份】：2016

内容提示：从THz时间波形中提取材料参数的方法和分析

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