分布式光纖傳感技術與應用

目 錄
第1章 分布式光纖傳感 1
1.1 光纖傳感技術 1
1.2 分布式光纖傳感技術 2
1.2.1 基于干涉技術的分布式光纖傳感技術 2
1.2.2 基于后向散射技術的分布式光纖傳感技術 4
1.2.3 并聯(lián)復合型分布式光纖傳感技術 16
1.2.4 串聯(lián)復合型分布式光纖傳感技術 19
1.3 分布式光纖傳感技術的比較 22
本章小結 23
習題 24
參考文獻 24
第2章 分布式光纖聲振技術原理 29
2.1 瑞利散射原理 29
2.1.1 瑞利散射 29
2.1.2 光纖中后向瑞利散射光的強度分布 30
2.1.3 光纖中后向瑞利散射光的相位分布 31
2.2 高相干光激勵后向瑞利散射離散模型 32
2.3 基于空間差分干涉的聲波相位檢測原理 35
2.3.1 光纖聲波相位調(diào)制機理 35
2.3.2 空間差分干涉基本原理 36
2.3.3 核心參數(shù)相關性分析 38
本章小結 42
習題 42
參考文獻 43
第3章 分布式光纖聲振技術系統(tǒng)組成 44
3.1 激光器 44
3.1.1 光纖激光器的基本原理 44
3.1.2 光纖激光器的特點 45
3.1.3 光纖激光器的分類 46
3.2 聲/電光調(diào)制器 54
3.2.1 聲光調(diào)制器 54
3.2.2 電光調(diào)制器 59
3.3 光放大器 72
3.3.1 摻鉺光纖放大器 73
3.3.2 拉曼光纖放大器 78
3.4 光電探測器 81
3.4.1 光電效應 81
3.4.2 光電探測器的工作原理 84
3.4.3 光電探測器的性能指標 86
本章小結 90
習題 91
參考文獻 91
第4章 分布式光纖聲振解調(diào)技術 94
4.1 強度解調(diào) 94
4.1.1 基本原理 94
4.1.2 濾波器選擇分析 95
4.1.3 濾波器的分類及特點 96
4.2 相位解調(diào) 99
4.2.1 3×3解調(diào)法 99
4.2.2 PGC解調(diào)法 104
4.2.3 I/Q解調(diào)法 111
本章小結 120
習題 120
參考文獻 120
第5章 模式識別在分布式光纖聲振技術中的應用 122
5.1 入侵信號特征提取 123
5.1.1 時域特征 123
5.1.2 頻域特征 127
5.1.3 時頻域特征 133
5.2 入侵信號分類算法 145
5.2.1 有監(jiān)督學習算法 146
5.2.2 無監(jiān)督學習算法 155
本章小結 162
習題 162
參考文獻 162
第6章 分布式光纖聲振技術工程應用 165
6.1 光纜健康監(jiān)測 165
6.2 周界安防 167
6.2.1 工廠民居 168
6.2.2 邊境口岸 169
6.2.3 公路隧道 170
6.2.4 高鐵圍欄 172
6.2.5 水下安防 173
6.3 管道泄漏監(jiān)測 175
6.3.1 氣體管道泄漏監(jiān)測 175
6.3.2 液體管道泄漏監(jiān)測 177
6.3.3 尾砂礦管道泄漏監(jiān)測 178
6.4 地震波勘探 179
6.4.1 井中地震波勘探 180
6.4.2 地面地震波勘探 181
6.5 電力系統(tǒng)監(jiān)控 182
6.6 分布式聲波通信 184
6.6.1 SoF概念及系統(tǒng)原理 184
6.6.2 基于DAS的模擬聲波通信 185
本章小結 186
習題 186
參考文獻 186
附錄 本書常用文字符號說明 187