随着时代的更迭,科技的发展,振动传感系统理论不断完善。基于高灵敏度、高精度、高集成度,高稳定性等方面的新型振动传感系统正在不断地被研究制作出来。近几年来,基于光纤的振动传感系统进入了高速发展时期,由于其简单的结构,优秀的抗干扰能力和较低的成本,已广泛应用于海洋、陆地、航空、工业,医学等领域。现有的基于光纤振动传感系统的振动信号解调技术,其关键在于对振动信号引起的光信号波长或相位变化的分析,具有较高的灵敏度和抗干扰性,但仍存在着许多不足之处。例如,低频微弱的振动信号导致的光信号相位或波长变化幅度较小,以至于无法达到较高的解调强度。光信号检测设备不仅价格昂贵,携带也不便利,光学方面解调难度也较大。因此,开发具有低成本,高性能且便携的振动传感系统已经成为当前研究的一大热点。本文主要研究的内容包括:1.对多纵模激光拍频技术进行了论述,分析了三种典型的利用多纵模激光拍频技术搭建的光纤传感系统的原理与结构。搭建了实验装置,实现了对单一静态物理量温度和应力的解调。还分析了选取不同频率的拍频信号对实验结果产生的影响。2.提出了一种基于多纵模激光拍频技术的光纤振动传感系统,该系统利用通用软件无线电外设和调频解调原理,完成了对振动频率的解调。振动信号被调制到光纤激光腔中产生的拍频信号上,通过通用软件无线电外设将作为载波的拍频信号去除,仅留下解调振动信号。这是一种数字化的传感系统,相较于模拟化的传感系统,数字化的传感系统还可以利用变频叠加技术大幅度提高解调所得的振动信号强度。因此数字化的传感系统可以检测到更低频,更微弱的振动信号。而且该系统操作简单,拥有较好的可视化效果。3.提出了一种用于解调振动加速度的光纤振动加速度传感系统。在用于检测振动频率的光纤振动传感系统的基础上,利用布拉格光栅替换法拉第反射镜作为传感探头,提高了传感探头的灵敏度。在光电探测器与通用软件无线电外设之间添加一个滤波器滤除冗余拍频信号以减少干扰。得到振动信号后,在计算机中对振动信号进行信号处理得到其加速度。还利用加窗技术,实现了不同时间点下的振动频率和加速度的解调。4.提出了一种基于频分复用技术搭建的分布式光纤振动传感系统。通过耦合器使得一个传感系统中可以同时存在多个光纤激光腔,通过通用软件无线电外设同时解调施加在不同光纤激光腔上的不同参数的振动信号,并且可以准确的得到该振动信号的参数以及对应的光纤激光腔位置。