Nội dung được dịch bởi AI, chỉ mang tính chất tham khảo
Mô phỏng hệ thống phát hiện rối loạn quang sợi phân tán dựa trên giao thoa kế Sagnac/Mach-Zehnder và phương pháp xác định vị trí bằng tương quan chéo
Tóm tắt
Hệ thống phát hiện rối loạn quang sợi phân tán bao gồm một giao thoa kế Sagnac và một giao thoa kế Mach-Zehnder đã được trình bày. Đầu ra của hai giao thoa kế được kết nối với một bộ lọc băng thông điện qua một bộ phát hiện tương ứng. Tần số trung tâm của hai bộ lọc được chọn tự động dựa trên tần số rối loạn. Tần số rối loạn được xác định bằng phổ tần số từ đầu ra của hai giao thoa kế. Cảnh báo chỉ được phát ra khi đầu ra của giao thoa kế Sagnac bị thay đổi. Vị trí của rối loạn được xác định bằng cách tính toán hiệu thời gian thông qua phương pháp tương quan chéo giữa đầu ra bộ lọc kết nối với giao thoa kế Sagnac và đạo hàm của đầu ra bộ lọc kết nối với giao thoa kế Mach-Zehnder. Phổ tần số, đạo hàm và tương quan chéo được thu được thông qua hệ thống xử lý tín hiệu. Phân tích lý thuyết và kết quả mô phỏng được trình bày. Chúng cho thấy cấu trúc hệ thống và phương pháp xác định vị trí là hiệu quả, chính xác và miễn dịch với biến đổi môi trường.
Từ khóa
#giao thoa kế Sagnac #giao thoa kế Mach-Zehnder #phát hiện rối loạn #tương quan chéo #quang sợi phân tánTài liệu tham khảo
Hoffman P R, Kuzyk M G. Position determination of an acoustic burst along a Sagnac interferometer [J]. Journal of Lightwave Technology, 2004, 22(2): 494–498.
Huang S C, Lin W W, Tsai M T, Chen M H. Fiber optic in-line distributed sensor for detection and localization of the pipeline leaks [J]. Sensors and Actuators A, 2007, 135(2): 570–579.
Hang Li-jun, He Cun-fu, Wu Bin, Cai Dong-sheng, Song Yan-rong. Research on novel distributed optical fiber pipeline leakage detection technology and location method [J]. Acta Optica Sinica, 2008, 28(1): 123–127 (in Chinese).
Liu Bo, Yang Yi-fei, Zhang Jian, Luo Jian-hua, Liu Yan-ge, Kai Gui-yun. A fiber fence system based on M-Z interferometer [J]. Acta Photonica Sinica, 2007, 36(6): 1013–1017 (in Chinese).
Sun Q Z, Liu D M, Wang J, Liu H R. Distributed fiber-optic vibration sensor using a ring Mach-Zehnder interferometer [J]. Optics Communications, 2008, 281(6): 1538–1544.
Liang S, Zhang C X, Lin W T, Li L J, Li C, Feng X J, Lin B. Fiber-optic intrinsic distributed acoustic emission sensor for large structure health monitoring [J]. Optics Letters, 2009, 34(12): 1858–1860.
Fang X J. Fiber-optic distributed sensing by a two-loop Sagnac interferometer [J]. Optics Letters, 1996, 21(6): 444–446.
Russell S J, Brady K R C, Dakin J P. Real-time location of multiple time-varying strain disturbances, acting over a 40-km fiber section, using a novel dual-Sagnac interferometer [J]. Journal of Lightwave Technology, 2001, 19(2): 205–213.
Xu W Y, Zhang C X, Liang S, Li L J, Lin W T, Yang Y S. Fiber-optic distributed sensor based on a Sagnac interferometer with a time delay loop for detecting time-varying disturbance [J]. Microwave and Optical Technology Letters, 2009, 51(11): 2564–2567.
Spammer S J, Swart P L, Chtcherbakov A A. Merged Sagnac-Michelson interferometer for distributed disturbance detection [J]. Journal of Lightwave Technology, 1997, 15(6): 972–976.
Chtcherbakov A A, Swart P L, Spammer S J. Mach-Zehnder and modified Sagnac distributed fiberoptic impact sensor [J]. Applied Optics, 1998, 37(16): 3432–3437.
Spammer S J, Swart P L, Chtcherbakov A A. Modified Sagnac/Mach-Zehnder interferometer for distributed disturbance sensing [J]. Microwave and Optical Technology Letters, 1999, 20(1): 34–36.