分布式光纤传感系统是一种利用光纤作为敏感元件的系统。在光纤的铺设范围,通过光的散射,反映任意位置的振动、温度等信息的变化情况,从而实现大范围区域信息的检测,比如航天设备的老化检测,边境报警系统等。相比于普通Ф-OTDR光纤振动传感系统,超弱FBG阵列与Ф-OTDR相结合的光纤振动传感器具有高灵敏度、高信噪比、大动态范围等特点。本论文主要致力于FBG阵列与Ф-OTDR相结合的光纤振动传感器的关键技术研究。论文的主要内容如下:1.研究了FBG阵列与Ф-OTDR相结合的光纤振动传感系统的工作原理,比较分析了本系统相比于普通Ф-OTDR的优势,侧重于研究超弱FBG阵列与Ф-OTDR相结合的光纤传感系统的各种重要性能参数指标。最后提出了一种实现高灵敏度光纤传感系统的理论模型。2.研究基于Ф-OTDR的光纤振动传感系统的各种信号解调方法,基于滑动平均法提出了一种“阈值”滑动平均法,可大幅度提升系统信噪比。基于傅里叶变换等方法设计一种新型的信号提取方法,可实现对振动信号位置、振幅和频率信息的同时提取,并将多种信号提取方法有机结合进一步提升系统的信噪比。3.搭建了一个FBG阵列与Ф-OTDR结合的分布式光纤传感实验系统,对振动信号进行了定位与测量。分别对实验系统的光源模块、脉冲调制模块、传感光路等模块进行研究,利用多种信号解调方法处理实验结果,完成了系统信噪比的提升和振动信息的提取。对振动模式识别进行了初步研究,建立了基本的振动模式判别标准。提出了基于超弱FBG阵列的温度检测方法,通过实验对超弱FBG作了温度-反射率标定。4.提出了一种低反射倾斜光栅与Ф-OTDR相结合的光纤振动传感系统,研究其结合机理,并实验验证了本光纤振动传感系统的温度不敏感性。