Page 21 - 网络电信2016第8期

光通信

应用于定位的光纤振动传感技术的发展现状

孙晓东 任晓霞 王琳

引言 间，增大信噪比和改善定位算法，实现了较好的定位性能，验
证了该定位式光纤振动传感器方案的可行性。其结构示意图如
工程结构安全监测、输油管线的维护以及地震监测，振动 图1所示。
传感器发挥着重要作用，可以实现以往需要大量人力物力和时
间的监测。而分布式光纤振动传感器具有许多优于传统振动传 图1 定位式光纤振动传感器结构图
感器的地方，应用前景广阔，近年来成为光纤传感领域的研究
热点。该文主要介绍了分布式光纤振动传感器的实现方法与相 由1端发射的窄带激光经耦合器1分光后，经t1时间在Ｒ处
关技术，展望了分布式振动传感技术未来的发展方向和应用领 干扰调制发生相位改变，再经时间t2到达探测器2;另一路则不
域。 受外界扰动。同理，2端发射的光经耦合器2分光后，其中路经

分布式光纤振动传感器是分布式光纤传感的一个重要分 t2时间到达扰动调制，后经时间t1到达探测器1。
支，利用光波在光纤中传输时相位、偏振等对振动敏感的特 若扰动信号为f(t)，则相位差Δφ=kf(t) ，那么探测器2
性，连续实时地监测光纤附近的振动，具有很好的应用前景。
根据传感原理，分布式光纤振动传感技术主要可分为基于干涉 和探测器1检测到的干涉光强分别为:
原理和基于后向散射探测技术两类。该文从以上两个方面综述
分布式振动传感器的主要实现技术和发展动态。 I1(t)=I0(1+cos(Δφ(t－t1)+φ0))=I0(1+cos( kf( t －
t1)+φ0))
基于干涉型分布式光纤振动传感器
I2(t)=I0(1+cos(Δφ(t－t2)+φ0))=I0(1+cos(kf(t－t2)
目前国内还未见干涉型分布式光纤传感器的有关报道，国
外在这方面的研究取得了一定的进展，大多采用将长程马赫－ +φ0)) (1)
泽德、萨格纳克以及迈克尔逊等干涉仪混合使用，通过特殊光
路结构使得2 个干涉仪共享同一条传感光纤，并采用光纤延时 其中: ,2路信号有固定时间延迟，则
线使得2 个干涉仪之间产生光程差，从而依靠2 个干涉仪的输
出得到待测量的大小和发生位置，实现分布式测量。下面介绍 I2(t)=I1(t+Δt) ，Δt=t2－t1= ,，可知时间延迟与扰动
几种检测方法:
位置有关，通过计算2路信号的互相关函数，找到互相关函数的
1) 由上海交通大学区域光纤通信网与新型光通信系统国
家重点实验室的周正仙、肖石林等人提出基于M－Z干涉原理的 最大值，即可得到时间延迟值，从而计算出扰动发生位置。
定位式光纤振动传感器的研究，并且仿真分析了该定位式传感
器的信号处理技术，通过增大信号的带宽，延长信号的持续时

32 网络电信 二零一六年五月