基于FMCW干扰度和虚拟维尼尔效应的半分布式光纤敏感化传感技术

科学领域:

• 光子学和光学传感器
• 环境监测 环境监测
• 干涉测量是干涉测量的方法.

背景情况:

• 传统的光纤传感器往往缺乏用于详细环境监测所需的灵敏度和空间分辨率.
• 维尼尔效应为光学传感系统中的信号放大提供了一种方法.
• 频调制连续波 (FMCW) 干扰度提供了精确的测量能力.

研究的目的:

• 提出和演示一种准分布式光纤传感技术,用于增强海水盐度检测.
• 将频率调制连续波 (FMCW) 干扰度与维尼尔效应相结合,用于放大传感.
• 使用Fabry-Perot (FP) 微空洞实现高空间分辨率和多点盐度测量.

主要方法:

• 用于海水盐度检测的开孔Fabry-Perot传感器 (FP-Sen) 的制造.
• 使用数字信号处理 (DSP) 实现FMCW干扰测量,以精确地定位和调节多个FP传感器.
• 构建虚拟干扰谱 (VIS) 来产生用于放大盐度读数的光学维尼尔效应.

主要成果:

• 演示了一个半分布式的FMCW系统,有三个级联FP传感器用于多点盐度传感.
• 在25-30‰盐度范围内达到2.235nm/‰的灵敏度,比单个传感器增强9倍.
• 通过实验分析验证了传感器的良好稳定性,并强调了该技术对众多传感点的优势.

结论:

• 拟议的准分布式光纤传感技术有效地提高了使用维尼尔效应和FMCW干扰度的盐度检测灵敏度.
• 该系统允许高空间分辨率和多点测量,使其适用于大规模的环境监测.
• 这种方法为需要众多敏感感应点的实际应用提供了一个有希望的解决方案.