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《基于分布式應(yīng)變測量的光纖形狀傳感研究》由會員上傳分享，免費(fèi)在線閱讀，更多相關(guān)內(nèi)容在學(xué)術(shù)論文-天天文庫。
1、工學(xué)碩士學(xué)位論文基于分布式應(yīng)變測量的光纖形狀傳感研究劉子葉哈爾濱理工大學(xué)2018年3月國內(nèi)圖書分類號：O433.1工學(xué)碩士學(xué)位論文基于分布式應(yīng)變測量的光纖形狀傳感研究碩士研究生：劉子葉導(dǎo)師：張洪英申請學(xué)位級別：工學(xué)碩士學(xué)科、專業(yè)：光學(xué)工程所在單位：理學(xué)院答辯日期：2018年3月授予學(xué)位單位：哈爾濱理工大學(xué)ClassifiedIndex：O433.1DissertationfortheMasterDegreeinEngineeringFiberShapeSensingBasedonDistributedStrainMeasure
2、mentCandidate：LiuZiyeSupervisor：ZhangHongyingAcademicDegreeAppliedfor：MasterofEngineeringSpecialty：OpticsEngineeringDateofOralExamination：March,2018HarbinUniversityofScienceandUniversity：Technology哈爾濱理工大學(xué)碩士學(xué)位論文原創(chuàng)性聲明本人鄭重聲明：此處所提交的碩士學(xué)位論文《基于分布式應(yīng)變測量的光纖形狀傳感研究》，是本人在導(dǎo)師指導(dǎo)下，在
3、哈爾濱理工大學(xué)攻讀碩士學(xué)位期間獨(dú)立進(jìn)行研究工作所取得的成果。據(jù)本人所知，論文中除已注明部分外不包含他人已發(fā)表或撰寫過的研究成果。對本文研究工作做出貢獻(xiàn)的個人和集體，均已在文中以明確方式注明。本聲明的法律結(jié)果將完全由本人承擔(dān)。作者簽名：劉子葉日期：2018年3月29日哈爾濱理工大學(xué)碩士學(xué)位論文使用授權(quán)書《基于分布式應(yīng)變測量的光纖形狀傳感研究》系本人在哈爾濱理工大學(xué)攻讀碩士學(xué)位期間在導(dǎo)師指導(dǎo)下完成的碩士學(xué)位論文。本論文的研究成果歸哈爾濱理工大學(xué)所有，本論文的研究內(nèi)容不得以其它單位的名義發(fā)表。本人完全了解哈爾濱理工大學(xué)關(guān)于保存、使用
4、學(xué)位論文的規(guī)定，同意學(xué)校保留并向有關(guān)部門提交論文和電子版本，允許論文被查閱和借閱。本人授權(quán)哈爾濱理工大學(xué)可以采用影印、縮印或其他復(fù)制手段保存論文，可以公布論文的全部或部分內(nèi)容。本學(xué)位論文屬于保密□，在年解密后適用授權(quán)書。不保密□√。(請?jiān)谝陨舷鄳?yīng)方框內(nèi)打√)作者簽名：劉子葉日期：2018年3月29日導(dǎo)師簽名：張洪英日期：2018年3月29日哈爾濱理工大學(xué)工學(xué)碩士學(xué)位論文基于分布式應(yīng)變測量的光纖形狀傳感研究摘要光纖傳感技術(shù)是一種以光波為載體、光纖為媒質(zhì)、感知和傳輸外界被測量信號的新型傳感技術(shù)。近年來，該技術(shù)已經(jīng)逐步發(fā)展到各個領(lǐng)域
5、。布里淵光時域分析(Brillouinopticaltimedomainanalysis,BOTDA)是分布式光纖傳感技術(shù)的重要內(nèi)容，以脈沖光和連續(xù)光相互作用產(chǎn)生受激布里淵散射為原理實(shí)現(xiàn)分布式測量。該技術(shù)具有空間分辨率高和傳感距離長的特點(diǎn)，可被廣泛應(yīng)用于航空航天、國防建設(shè)等重要領(lǐng)域。本文利用該技術(shù)測量光纖的分布式應(yīng)變，利用光纖應(yīng)變系數(shù)得到BFS的變化情況，并結(jié)合相關(guān)算法將形狀還原出來，從而實(shí)現(xiàn)形狀傳感。具體研究內(nèi)容如下：首先，闡述了傳統(tǒng)的BOTDA技術(shù)的相關(guān)原理，并解釋了差分脈沖對(differentialpulse-widt
6、hpair,DPP)BOTDA技術(shù)提高空間分辨率的原理；推導(dǎo)了布里淵頻移與光纖曲率之間的關(guān)系和Frenet-Serret公式在形狀還原中的表達(dá)形式。其次，搭建了實(shí)驗(yàn)所用的DPP-BOTDA系統(tǒng)，設(shè)計(jì)并制作了二維和三維形狀傳感實(shí)驗(yàn)的傳感器，完成了形狀傳感的測量。在二維形狀傳感實(shí)驗(yàn)中，驗(yàn)證了布里淵頻移變化量與光纖彎曲曲率的關(guān)系，并對二維的形狀進(jìn)行了數(shù)據(jù)采集；在三維形狀傳感實(shí)驗(yàn)中，找到了多芯光纖各纖芯的位置，并將其與單模光纖進(jìn)行低損耗對接，對三維的形狀進(jìn)行了數(shù)據(jù)采集。最后，利用理論得到的布里淵頻移和光纖曲率、扭率之間的關(guān)系，基于Fr
7、enet-Serret公式編寫算法，分別還原了在二維和三維情況下搭建的形狀，并分析了誤差的產(chǎn)生原因。關(guān)鍵詞受激布里淵散射；布里淵光時域分析；分布式傳感；形狀傳感I哈爾濱理工大學(xué)工學(xué)碩士學(xué)位論文FiberShapeSensingBasedonDistributedStrainMeasurementAbstractOpticalfibersensingtechnologyisanewkindoftechnologywhichusesthelight-waveasthecarrierandfiberasmediumtofeeland
8、transferexternalmeasuredsignals.Recently,thistechnologyhasdevelopedgraduallyinmanydomains.Brillouinopticaltimedomainanalysis(BOTDA)baseson
