1、光纖傳感正在向著網(wǎng)絡(luò)化、智能化的方向發(fā)展。本論文結(jié)合北京交通大學(xué)科技專(zhuān)項(xiàng)基金資助項(xiàng)目“光纖傳感預(yù)警系統(tǒng)的研究”，以實(shí)現(xiàn)實(shí)用化的大型智能光纖傳感系統(tǒng)為目的，針對(duì)相干FBG組傳感系統(tǒng)、MZI光纖傳感系統(tǒng)以及光纖傳感信號(hào)的自動(dòng)識(shí)別等進(jìn)行了深入的理論和實(shí)驗(yàn)研究，獲得的創(chuàng)新性成果如下： ●深入分析了相干FBG組傳感系統(tǒng)的性能。采用改進(jìn)的耦合模理論及Rouard算法，分析了光柵初始相位對(duì)相干FBG組透射譜的影響；推導(dǎo)得到估算相干均勻及啁啾F

2、BG組FSR的簡(jiǎn)單公式，與復(fù)雜的數(shù)值仿真結(jié)果有較好的一致性；推導(dǎo)得到相干FBG組測(cè)量時(shí)變信號(hào)的頻率極限條件；采用增大距離的方式減敏，準(zhǔn)確解調(diào)振動(dòng)信號(hào)頻率，在100Hz至15000Hz頻段測(cè)得頻率與壓電陶瓷傳感器一致，高頻響應(yīng)性能優(yōu)于壓電陶瓷傳感器；從相位波動(dòng)及頻率分布角度研究激光器線寬對(duì)相干FBG組傳感靈敏度的影響，理論和實(shí)驗(yàn)分析得到當(dāng)激光器全高半寬FWHM小于相干FBG組FSR的1％時(shí)，可以獲得較好的傳感效果。 ●構(gòu)建了3×3

3、耦合器解調(diào)與互相關(guān)定位相結(jié)合的雙向MZI分布式光纖傳感系統(tǒng)，對(duì)其傳感及定位性能進(jìn)行了深入分析。對(duì)3×3耦合器非理想特性及采集卡采樣速率和非同步性可能引入的解調(diào)誤差進(jìn)行了深入分析；通過(guò)觀察支路波形單周期極值點(diǎn)個(gè)數(shù)，采用波動(dòng)范圍較大的信號(hào)進(jìn)行預(yù)校正，降低了解調(diào)誤差；提出用于估計(jì)干涉信號(hào)最高頻率的經(jīng)驗(yàn)公式；結(jié)合雙向MZI傳感系統(tǒng)結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，將互相關(guān)運(yùn)算限制在較短的時(shí)間序列范圍內(nèi)，減少了計(jì)算量；通過(guò)對(duì)比實(shí)驗(yàn)，采用滑動(dòng)均值濾波降噪，并對(duì)互相關(guān)函數(shù)進(jìn)

4、行歸一化、周期化及最小化處理，提高了定位準(zhǔn)確性。 ●實(shí)現(xiàn)了光纖傳感信號(hào)的自動(dòng)識(shí)別。對(duì)相干FBG組及光纖MZI傳感器的具體結(jié)構(gòu)進(jìn)行了設(shè)計(jì)，分別針對(duì)微弱振動(dòng)信號(hào)及強(qiáng)干擾信號(hào)，采用纏繞法、平面法、特殊材料涂覆光纖及彈簧隔離法、整體隔離法等設(shè)計(jì)光纖傳感器，提高了對(duì)目標(biāo)信號(hào)的識(shí)別能力；通過(guò)提取信號(hào)最大幅度、有效電平、振鈴計(jì)數(shù)、脈沖計(jì)數(shù)、事件計(jì)數(shù)、持續(xù)時(shí)間等參數(shù)，對(duì)信號(hào)進(jìn)行傅立葉譜分析、AR譜分析、時(shí)頻分析，并對(duì)不同參數(shù)及頻譜分析結(jié)果再進(jìn)行