基于LabVIEW布里渊光纤传感信号解调技术.pdf

Signal demodulation techniqueof Brillouin fiber sensor based on LabVIEW By Cong Cao A Dissertation Submitted to China Jiliang University In partial fulfillment of the requirement For the degree of Master of Engineering China Jiliang University March, 2014 万方数据中图分类号TP277 学校代码10356 UDC 535 密级公开硕士学位论文 MASTER DISSERTATION 基于LabVIEW的布里渊光纤传感信号解调技术 Signal demodulation techniqueof Brillouin fiber sensor based on LabVIEW 作者曹丛专业领域光学工程校内导师龚华平教授校外导师王忠高工申请学位工学硕士论文类型应用研究二〇一四年三月万方数据独创性声明本人声明所呈交的学位论文是本人在导师指导下进行的研究工作和取得的研究成果,除了文中特别加以标注和致谢之处外,论文中不包含其他人已经发表或撰写过的研究成果,也不包含为获得中国计量学院或其他教育机构的学位或证书而使用过的材料。与我一同工作的同志对本研究所做的任何贡献均已在论文中作了明确的说明并表示了谢意。学位论文作者签名: 签字日期: 年月日学位论文版权使用授权书本学位论文作者完全了解中国计量学院有关保留、使用学位论文的规定。特授权中国计量学院可以将学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索,并采用影印、缩印或扫描等复制手段保存、汇编以供查阅和借阅。同意学校向国家有关部门或机构送交论文的复印件和磁盘。(保密的学位论文在解密后适用本授权说明) 学位论文作者签名: 导师签名: 签字日期:年月日签字日期:年月日万方数据致谢转眼间,研究生生活就要结束了,在这求学的日子里,曾面对学术上的难题一筹莫展,也曾面对生活上的苦闷焦头烂额,真心感谢那么多良师益友的帮忙,是他们给予我人生这一阶段更加重要的意义。首先要感谢我的导师龚华平老师,从入学的那天开始,龚老师就对我严格要求,在学****生活上给予了自己莫大的帮助。从一开始论文的选题,以及研究工作的进展龚老师始终能把科研与个人兴趣结合起来,从我的个人性格特点出发,帮助自己选择感兴趣的科研课题,到最后论文的成稿都花费了极大的精力。龚老师治学严谨,待人谦和,这样的性格特点深深的影响了我在学****生活中的行事方式,心里始终对龚老师充满了深深的谢意。感谢光纤传感方向那么多优秀的老师,我从董新永、赵春柳、王剑锋、刘红林、李裔、倪凯、金永兴等老师身上学到了很多东西。老师之间融洽的人际关系,良好的科研氛围为同学们树立了良好的榜样,使同学之间良性竞争,在科研上取得了丰硕的成果。感谢全体11级光电专业同窗,两年多的朝夕相伴,从你们身上学到了很多。感谢我的师兄屠于梦,师姐李小瑞,宋海峰,杨效,是他们带领我、陪伴我敲响科研的大门,他们的支持和鼓励,使我在学术上获益良多。我特别要感谢自己的父母和亲人,在十多年求学路上,他们始终默默坚守, 默默的支持着自己,不求回报,在自己人生面临迷茫之时排忧解难。最后要特别感谢参与我论文答辩和评审的各位老师,给了自己一个审视科研成果的机会。再一次感谢所有关心和帮助过我的人,愿他们身体健康,生活幸福! 曹丛 2014年3月万方数据 I 基于LabVIEW的布里渊光纤传感信号解调技术摘要:基于LabVIEW的光纤传感信号解调技术可以快速的检测出由于温度和应变的变化而引起的布里渊散射信号强度和频移,在实际工程应用中潜力巨大。布里渊散射的分布式光纤传感技术可以用来检测石油、天然气管道的泄露,桥梁、隧道等大型混凝土结构的温度和应力,通过温度和应变的变化,随时准确全面的了解被测目标的各种情况,预防火灾和坍塌等事故的发生,以保障人们生命财产安全。针对这些问题,本文提出的基于LabVIEW的光纤传感信号解调主要是为了解决布里渊散射信号弱,且传统技术相对复杂,解调速度慢,成本高的问题,为研制快速解调的布里渊传感器奠定基础。论文的主要研究内容包括: (1)介绍了本文的研究背景,着重介绍了布里渊光时域反射技术的国内外研究进展及两种主要的布里渊散射频率解调方法,分析了光纤中的布里渊散射理论和传感原理,为理解布里渊分布式传感系统信号的产生奠定理论基础。(2)研究了BOTDR系统结构设计及基于 LabVIEW的相应软件系统设计。建立了BOTDR相干检测系统,对软件系统的功能模块化,并对采集数据的分析与管理做了详细的阐述。(3)设计基于 LabVIEW的软件系统功能模块