基于光纤环衰荡技术的多参量在线监测系统研究.docx

基于光纤环衰荡技术的多参量在线监测系统研究
摘要
本研究基于光纤环衰荡技术开发了一套多参量在线监测系统，能够同时测量多种物理量，如温度、压力、应变等，并可以实现长距离传输和远程监测。本文将介绍光纤环衰荡技术的原理、系统组成、传感器制备、实验室及现场测试结果，以及该系统在实际工程应用中的优势。
关键词：光纤环衰荡技术，多参量在线监测系统，温度，压力，应变
1.研究背景及意义
在工业生产、交通运输、环境监测等领域，需要对各种物理量进行在线监测，以保证系统的安全性和正常运行。传统的监测方法通常采用电子传感器或机械测量仪器，但这些设备受制于信号干扰、精度限制、互干扰等问题，无法满足工程应用的要求。而光纤环衰荡技术则具有无电磁干扰、高精度、多参数同时测量等优势，因此备受研究者关注。
2.光纤环衰荡技术原理
光纤环衰荡技术是一种基于光纤传感技术的传感系统，其核心部件是一个光纤环，由一段单模光纤构成。当环形光纤受到外界环境参数（如温度、压力等）的改变，光纤中的光会发生微弱的衰减，并形成环形耦合，产生定序光谱。通过精确测量这些衰减光强的特征，可以实现环境参数的高精度测量。
3.系统组成
本研究的光纤环衰荡技术多参量在线监测系统由传感器、信号调制电路、光纤衰减测试仪、数据处理及显示系统等组成。传感器通常由一定长度的光纤以及与之配套的变换器、支撑材料等构成。信号调制电路负责控制和操纵测试信号，保证测试信号稳定和准确。光纤衰减测试仪则是采集传感器产生的衰减定序光信号，以实现对环境参数的高精度测量。数据处理及显示系统则是对采集到的数据进行处理和分析，并将结果显示在人机界面上，方便用户的远程监测。
4.传感器制备和实验室测试结果
本研究中的传感器制备采用了市售的光纤以及一系列的光缆配套设备。实验室测试结果表明，在测量温度、压力和应变三种参数时，其分别具有高精度、高灵敏度和快速响应等特点，能够满足大部分实际工程应用的需求。
5.现场测试结果和应用优势
本研究的多参量在线监测系统已经成功应用于某座桥梁和一座大型压缩机的监测与保养。现场测试结果表明，该系统具有长距离传输、抗干扰能力强、灵敏度高、准确度高等特点，在实际工程应用中具有广泛的应用前景。
6.总结
本研究基于光纤环衰荡技术开发了一套多参量在线监测系统，具有很高的可靠性、精度和稳定性。该系统在实际工程应用中可以替代传统测量仪器，提高数据的准确性和实时性，为实现工程智能化提供了有力支持。