准分布式光纤振动传感系统信号增益均衡及稳定技术.pdf

【分布式光纤振动传感系统概述】 分布式光纤振动传感系统是一种利用光纤作为传感器的高灵敏度监测技术，它能够检测到沿着光纤长度方向的微弱振动信号。这种系统在地震监测、石油管道安全、桥梁健康监测等领域有广泛应用。"准分布式"指的是系统在一定程度上实现了空间上的分布式，但并非完全分布式，即各个传感点之间的信息处理和数据采集不是完全独立的。 【信号增益均衡技术】 在准分布式光纤振动传感系统中，由于不同通道间的光功率、偏振状态和相位等因素的影响，各通道的信号增益可能会存在差异。这将导致对振动信号的检测精度下降，甚至可能引发误报警。因此，实现各通道间的信号增益均衡至关重要。本文提出了一种基于PI（比例积分）算法的增益均衡技术，该技术可以通过实时调整来抵消由光参数缓慢变化引起的增益差异。 【PI算法的应用】 PI算法是一种常见的控制策略，由比例控制（P）和积分控制（I）两部分组成。在本文中，PI算法用于动态调整各个通道的增益，以确保所有通道的响应一致。通过合理设定PI控制器的参数Kp（比例系数）和Ki（积分系数），可以有效地平衡信号增益并保持系统的稳定性。 【稳定性分析】 实验结果显示，采用该方法后，不同通道的最大增益差为1.6V，表明增益均衡效果显著。每个通道的增益波动幅度最高为2.3V，波动周期为0.23小时，表明系统对环境变化具有一定的适应性。进一步优化PI控制器参数（如Kp=0.01，Ki=0.1）后，调节时间缩短至约4秒，并且振幅波动小于0.2V，证明了该方法在提高系统稳定性方面的有效性。 【总结】 本文提出的基于PI算法的信号增益均衡及稳定技术对于优化准分布式光纤振动传感系统的性能具有重要意义。通过精确控制各通道的增益，可以确保系统对振动信号的准确捕捉和稳定监测，从而提升整体的监测质量和可靠性。这一技术对于提升分布式光纤振动传感系统的实用性和可靠性具有重要参考价值，对于相关领域的研究和应用具有指导意义。