基于布里渊散射的分布式光纤传感入侵定位监测系统.pdf

分布式光纤传感入侵定位监测系统是一种基于布里渊散射原理，利用光纤作为传感原件的监测系统。该系统能够通过监测光纤应变或震动等方式确定事件发生的位置，具有长距离监测、高精度和不易受电磁干扰的特点，对安防领域具有重要意义。 布里渊散射传感原理是基于光纤中光波与声波在传播过程中的相互作用，这种相互作用会导致光产生频移。该频移的产生相当于入射波被一个声光栅散射产生了反射光子。通过测量该频移的方向和大小，可以实现传感物理量的转换。光纤所处的温度、所受应变都可以通过布里渊频移间接计算得出。 为了实现对入侵事件的快速定位监测，该系统采用了BOTDR原理，利用自制的光纤纵模分布反馈激光器，结合边缘滤波调解技术，建立了一套分布式光纤传感入侵定位监测系统。该系统能够对入侵事件进行实时快速的定位监测，并具有较高的空间分辨率。 在实验与分析部分，研究者们使用自制的激光器、自制传感光缆以及其他自制光信号解调器进行试验。试验中，激光输出进行了比例分束，小比例的一束作为本振光，大比例的通过电光调制器进行脉冲调制后，输入到单模传感光纤中。散射回的信号经过掺铒放大器放大，再通过窄带可调谐光纤光栅滤波器之后的布里渊反射光和本振光相干，通过高速光电探测器监测，得到了实验的最终结果。 实验结果表明，该系统可以在1秒内对10km范围的传感器进行测量，并达到5m的空间分辨率和200微应变的应变分辨率。尽管该系统目前仍处于早期研究阶段，但已经显示出在监测入侵领域具有良好的应用前景。 基于布里渊散射的分布式光纤传感入侵定位监测系统的原理和实验分析表明，该系统在监测入侵领域的能力，即便现在所处阶段并不成熟，也能对国家安防领域起到很重要的积极意义。今后的研究将集中在如何消除缓变温度的影响，适应野外环境下的应用，以及进一步提高系统的应变分辨率等方面。