文档介绍：华中科技大学
硕士学位论文
分布式光纤振动传感器系统软件设计及实现
姓名:魏良斌
申请学位级别:硕士
专业:光电信息工程
指导教师:刘德明
20070525
摘要
光纤传感技术是上世纪 70 年代末随光纤和光纤通信技术的发展而迅速发展起来的
一门新兴技术,代表了新一代传感技术的发展方向。随着现今军事、工业、民用等领
域测量和自动控制系统的飞速发展,作为系统不可缺或的传感技术得到了越来越广泛
的应用。它具有灵敏度高、动态范围大、工作频带宽、可集成、不受电磁干扰等突出
优点和传统电子传感技术无法比拟的优势。在基于光强度、相位、频率、偏振态等多
种形式调制的光纤传感技术中,相位调制型具有最高的灵敏度。分布式光纤传感实现
了测量无“盲区”,从根本上突破了传统的单点测量限制,集传感与传输于一体,可实
现远距离、大范围测量和监控,可实时、动态地获得被测量沿光纤在空间和时间上变
化的信息。相位调制型分布式光纤振动传感器可实现连续高精度测量与定位,具有广
阔的应用前景。本文从理论和实验两方面对相位调制型分布式光纤振动传感器做了一
些研究和探讨,并在此基础上利用软件实现了对信号的处理及系统相关操作功能。主
要内容包括:
(1) 分析介绍了光纤传感技术国内外发展现状和趋势;
(2) 分析比较了各种分布式光纤传感技术的原理及特点;
(3) 设计并介绍了基于马赫-泽德干涉原理的分布式光纤振动传感器系统;
(4) 介绍了系统数据采集原理并设计了基于 LabVIEW 数据采集模块;
(5) 设计并实现了基于 LabVIEW 软件技术的相位解调方法;
(6) 根据实际应用需要,采用 LabVIEW 软件设计编写了系统相关功能界操作界面;
(7) 通过对具体系统功能实现和运行效果的分析,对全文进行了总结和展望。
最后得出结论:可通过软件方法实现对相位调制型分布式光纤传感器信号的恢复、
分析和目标定位,达到了系统要求。

关键词:分布式光纤传感器光纤干涉仪相位调制数据采集信号处理
LabVIEW
I
Abstract
With the development of optical fiber and munication technology, optical
fiber sensing is a new and rapidly developing technology in seventy times of last century. It
stands for the development direction of a new generation of the optical fiber sensing
technology. Because of the great developments of measurement and automation systems in
the fields of military, industry and civil, optical fiber sensing, as an indispensable technology,
is more and more widely applied. Comparing with traditional electronical sensing, it has
many outstanding advantages such as high sensitivity, widely dynamic range, wide work
band, integratable and immunity to ic interference. The phase modulated
optical fiber sensing has the highest sensitive characteristic in various kinds of optical fiber
sensing technologies based on optical intensity, phase, frequency or polarization modulation.
Distributed optical fiber sensing technology realizes measurement without “blind area” and
breaks through the limit of traditional single point measurement radically. It integrates