| 摘要 | 第4-5页 |
| ABSTRACT | 第5-6页 |
| 1 绪论 | 第19-33页 |
| 1.1 研究背景 | 第19-20页 |
| 1.2 国内外相关工作研究进展 | 第20-30页 |
| 1.2.1 分布式光纤温度传感器研究进展 | 第20-25页 |
| 1.2.2 光纤测井技术研究进展 | 第25-28页 |
| 1.2.3 多种光纤传感器融合技术研究进展 | 第28-30页 |
| 1.3 选题依据与意义 | 第30-31页 |
| 1.4 本文内容与结构 | 第31-33页 |
| 2 多种光纤传感器原理及其融合理论 | 第33-55页 |
| 2.1 非相干光频域反射式光纤分布温度传感器原理 | 第33-43页 |
| 2.1.1 拉曼测温原理 | 第33-36页 |
| 2.1.2 非相干光频域反射技术 | 第36-38页 |
| 2.1.3 IOFDR-DTS系统频率响应分析 | 第38-42页 |
| 2.1.4 IOFDR-DTS与OTDR-DTS对比 | 第42-43页 |
| 2.2 FBG传感器原理 | 第43-47页 |
| 2.2.1 温度与应变传感机理 | 第43页 |
| 2.2.2 FBG传感器解调方法 | 第43-45页 |
| 2.2.3 FBG传感复用技术 | 第45-47页 |
| 2.3 光纤EFPI传感器原理 | 第47-50页 |
| 2.3.1 光纤EFPI压力传感器结构与光谱特性 | 第47-48页 |
| 2.3.2 压力传感机理 | 第48页 |
| 2.3.3 光纤EFPI传感器解调方法 | 第48-50页 |
| 2.4 多种光纤传感器融合原理 | 第50-54页 |
| 2.4.1 半导体激光二极管的阈值与辐射特性 | 第50-52页 |
| 2.4.2 Raman/FBG融合原理 | 第52-53页 |
| 2.4.3 Raman/EFPI融合原理 | 第53-54页 |
| 2.4.4 Raman/EFPI/FBG融合原理 | 第54页 |
| 2.5 本章小结 | 第54-55页 |
| 3 非相干光频域反射式光纤分布温度传感系统设计 | 第55-71页 |
| 3.1 系统结构 | 第55-56页 |
| 3.2 关键器件选型与分析 | 第56-64页 |
| 3.2.1 光源 | 第56-57页 |
| 3.2.2 拉曼WDM | 第57-60页 |
| 3.2.3 APD探测器 | 第60-63页 |
| 3.2.4 测温光纤 | 第63-64页 |
| 3.3 硬件电路设计 | 第64-68页 |
| 3.3.1 恒温、宽带、大电流调制光源驱动电路 | 第64-65页 |
| 3.3.2 低噪声APD光探测电路 | 第65-67页 |
| 3.3.3 控制与信号处理电路 | 第67-68页 |
| 3.4 可编程逻辑与软件设计 | 第68-70页 |
| 3.4.1 FPGA可编程逻辑设计 | 第68-69页 |
| 3.4.2 基于LabVIEW的虚拟仪器设计 | 第69-70页 |
| 3.5 本章小结 | 第70-71页 |
| 4 单模光纤IOFDR-DTS关键技术研究 | 第71-103页 |
| 4.1 基于FPGA的3通道同步射频锁相放大技术 | 第71-81页 |
| 4.1.1 锁相放大器的弱信号检测原理 | 第71-74页 |
| 4.1.2 数字锁相放大器的仿真分析 | 第74-75页 |
| 4.1.3 3通道同步射频锁相放大器设计 | 第75-77页 |
| 4.1.4 信噪比改善测试结果与分析 | 第77-79页 |
| 4.1.5 频率响应测量结果与分析 | 第79-81页 |
| 4.2 自适应动态小波阈值去噪技术 | 第81-85页 |
| 4.2.1 小波去噪原理与基本方法 | 第81-83页 |
| 4.2.2 小波去噪对IOFDR-DTS性能改善分析 | 第83-85页 |
| 4.3 同步扰偏技术 | 第85-96页 |
| 4.3.1 单模光纤DTS中的偏振效应分析 | 第85-86页 |
| 4.3.2 偏振效应对测量温度影响的误差估计与实验分析 | 第86-88页 |
| 4.3.3 光纤挤压式电动偏振控制器原理 | 第88-90页 |
| 4.3.4 同步扰偏控制方法 | 第90-91页 |
| 4.3.5 仿真结果与分析 | 第91-93页 |
| 4.3.6 实验结果与分析 | 第93-96页 |
| 4.4 受激散射效应研究 | 第96-99页 |
| 4.4.1 受激拉曼散射效应及其阈值研究 | 第96-97页 |
| 4.4.2 受激布里渊散射效应及其阂值研究 | 第97-98页 |
| 4.4.3 实验研究 | 第98-99页 |
| 4.5 IOFDR-DTS系统主要性能指标 | 第99-101页 |
| 4.5.1 空间分辨率 | 第99-100页 |
| 4.5.2 温度分辨率 | 第100-101页 |
| 4.5.3 测量距离 | 第101页 |
| 4.6 本章小结 | 第101-103页 |
| 5 多种光纤传感器融合技术 | 第103-122页 |
| 5.1 Raman/FBG传感器融合技术 | 第103-111页 |
| 5.1.1 Raman/FBG融合系统设计 | 第103-104页 |
| 5.1.2 关键技术分析 | 第104-105页 |
| 5.1.3 激光发射光谱 | 第105页 |
| 5.1.4 分布温度测量结果与分析 | 第105-107页 |
| 5.1.5 FBG准分布式温度/应变测量结果与分析 | 第107-111页 |
| 5.2 Raman/EFPI传感器融合技术 | 第111-118页 |
| 5.2.1 Raman/EFPI融合系统设计 | 第111页 |
| 5.2.2 测井模拟测试系统 | 第111-112页 |
| 5.2.3 同时测量法的实验结果与分析 | 第112-115页 |
| 5.2.4 分时测量法的实验结果与分析 | 第115-118页 |
| 5.3 Raman/EFPI/FBG传感器融合技术 | 第118-121页 |
| 5.3.1 Raman/EFPI/FBG融合系统设计 | 第118-119页 |
| 5.3.2 实验结果与分析 | 第119-121页 |
| 5.4 本章小结 | 第121-122页 |
| 6 结论与展望 | 第122-125页 |
| 6.1 结论 | 第122-123页 |
| 6.2 创新点 | 第123-124页 |
| 6.3 展望 | 第124-125页 |
| 参考文献 | 第125-138页 |
| 攻读博士学位期间科研项目及科研成果 | 第138-140页 |
| 致谢 | 第140-141页 |
| 作者简介 | 第141页 |
