基于Simulink的分布式光纤声波传感系统仿真实验
2022-09-21分类号:TP212
【部门】中国石油大学(华东)理学院 青岛科技大学机电工程学院 中国石油大学(华东)地球科学与技术学院 北京首钢冷轧薄板有限公司设备科
【摘要】为将原理抽象、系统复杂的分布式光纤声波传感(DAS)系统引入物理实验教学,基于MATLAB/Simulink软件开发了DAS系统仿真实验。首先设计直接探测式DAS系统结构,然后给出激光器数学模型、分布式光纤背向瑞利散射数学模型、扰动施加数学模型和光电探测器数学模型,最后搭建Simulink仿真实验平台。基于开发的仿真实验,仿真了不同参数下的DAS系统特性,结果表明,随着激光器线宽和频移率的增加,探测信号中的噪声强度近似线性增大,在系统中加入光放大器能够提高探测信号的信噪比,克服光电探测器的噪声干扰。该仿真实验操作简单、现象直观,可以使学生直观地接触光纤传感的前沿技术,更好地理解DAS系统的工作原理与动态特性,激发学生的实验兴趣,提高其编程能力和分析应用能力。
【关键词】分布式光纤声波传感系统 光纤背向瑞利散射 仿真实验 Simulink
【基金】国家自然科学基金项目(42074162);; 山东省研究生教改项目(SDYJG19033);; 山东省本科教学改革研究重点项目(Z2021149);; 中国石油大学(华东)教改项目(KC-202005,ZY-202035)
【所属期刊栏目】实验技术与管理
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