基于超弱光纤光栅阵列的长距离传感系统

Abstract

提出了一种基于超弱光纤光栅阵列的长距离传感系统。基于超弱光纤光栅的离散分布和高信噪比特点,采用分段采集的方法降低系统对数据缓存和计算能力的要求,利用ZYNQ(ZYNQ-7035 All Programmable SoC)嵌入式底层硬件实现对选定空间上10 km传感段的解调。采用OptiSystem软件仿真分析系统的功率预算,精准设计入纤脉冲光功率以及拉曼光纤放大器的配置,结合电路的动态分段增益,实现长距离传感系统中的功率均衡,并搭建实验系统予以验证。结果表明:系统工作距离可以达到50 km,传感信号的强度波动小于2.2 dB,空间分辨率为1.5 m,解调速度为0.3 Hz,远端的解调精度稳定在6 pm以内,温度测量精度为±0.15 ℃,应变测量精度为±5.5 με。系统整体性能优于传统的分布式布里渊传感系统,且具有良好的可扩展性,在长距离光纤温度、应变感测上具有明显的技术优势。