基于偏振態(tài)變化時延估計的分布式光纖振動傳感技術研究.pdf

1、石油、天然氣等資源已經廣泛采用管道運輸系統(tǒng)運輸。管道運輸系統(tǒng)是一種既安全又經濟的運輸方式，然而近年來各種運輸石油管道系統(tǒng)被打孔盜油案件屢見不鮮，對國家經濟造成了巨大的損失，這樣石油天然氣運輸管道的自動監(jiān)測技術就顯得日益重要。本文針對油氣管線早期預警的要求，提出一種基于偏振態(tài)變化時延差估計的分布式光纖傳感系統(tǒng)，以光纖中的光信號的偏振態(tài)作為傳感量的檢測靈敏度，定位精度高，定位實時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)變化時延估計的分布式光纖振動傳感技術采用兩個直流光信號在傳感光纖中雙向注入，外界振動會對正向和逆向傳輸的光造成偏振態(tài)變化，在各自的尾端利用起偏器檢測偏振態(tài)變化轉換為光強信息并利用光電二極管及放大電路轉化為電信號。文中對傳感系統(tǒng)的偏振傳感原理進行了詳細的分析與研究，提出了相應的系統(tǒng)方案，介紹了系統(tǒng)組成、光源及驅動電路、接收系統(tǒng)中的光電二極管及其前置放大電路，并對光電二極管接收電路的線性范圍進行測試。
　　 根據本系統(tǒng)的分布式傳感

3、原理及系統(tǒng)結構，提出了相應的分布式傳感檢測定位方法，利用兩路偏振態(tài)變化信號之間的時延差判斷管道沿線侵入事件的位置信息。對時延差形成的原因進行了理論分析，并闡明利用互相關算法計算該時延差并進行分布式傳感、定位的原理。利用FFT互功率譜相關法及基于希爾伯特變換的時延估計方法，有效地減少了直接相關法的計算量，大幅提高了定位系統(tǒng)的定位實時性。
　　 實驗結果證明了該定位原理的正確性，將所得兩路電信號利用FFT互相關算法，對偏振擾動點進行