布里渊散射分布式光纤传感技术的研究进展

阐述了基于布里渊散射的分布式光纤传感技术测量光纤温度/应变的基本传感原理。介绍了基于光时域反射仪发展起来的几种传感技术,布里渊光时域反射(BOTDR)、布里渊光时域分析(BOTDA)、布里渊光频域分析(BOFDA)分布式光纤传感技术,特别对BOTDR的原理和典型系统方案进行了详细的介绍。最后,叙述了基于布里渊散射的分布式光纤传感技术当前的进展和趋势。     

基于布里渊散射的电力通信光缆故障点高精度定位技术研究

针对传统电力行业光缆故障点定位技术精度低、不能实时感知外界温度和应变的问题,研究了一种基于布里渊散射的全分布式光纤传感系统,该系统在检测电力光纤衰减和断点的同时,可实现温度和应变的同时测量,电磁干扰小,测量精度高。MATLAB仿真结果表明,该系统在25 km光纤末端检测到的温度和应变分辨率达到了1?51℃和33?46 me。     

布里渊散射与分布式光纤传感技术

本文概述了布里渊散射及其传感机理,并对目前基于布里渊散射的分布式光纤传感技术各种主要研究方案及其现状进行了详细论述.     

新型埋入式长距离应变光纤传感器研制及性能研究

基于布里渊散射的分布式光纤传感技术可检测长距离光纤沿线的分布式应变和温度,非常适用于结构健康监测.但如何保证传感光纤在铺设及后期监测过程中的安全性是其应用于土木工程领域的关键问题.介绍了一种新型埋入式长距离光纤传感器的研制方法,首先在结构施工过程中根据监测网设计预埋微管,再通过气吹技术将传感光纤铺设至微管内部,最后利用...     

分布式光纤传感专利技术浅析

介绍了分布式光纤传感领域的技术发展概况,重点介绍基于布里渊散射的分布式光纤传感技术的发展情况,分别对基于布里渊光时域反射技术、基于布里渊光时域分析技术、基于布里渊光频域分析技术的发展和应用进行详细介绍,简要分析各个技术的相应优缺点以及应用,之后对分布式光纤传感相关专利技术进行统计分析,对国内外专利申请量趋势、同领域主要申请人以及申请所属分类号进行简要分析,并概述了分布式光纤传感的发展前景.     

布里渊散射分布式光纤传感技术

本文概述了布里渊散射及其传感机理,并对目前基于布里渊散射的分布式光纤传感技术各种主要研究方案及其现状进行了详细论述。     

布里渊功率应变系数的理论分析

布里渊功率和应变的关系是分布式布里渊光纤温度和应变传感的基础之一.根据耦合方程,得出了布里渊信号的表达式.再根据布里渊增益系数的表达式,推导了布里渊增益系数和应变的关系.以此为基础,得出了布里渊功率和应变的关系.计算机仿真显示,布里渊功率应变系数随着传感距离的增大而减小.     

分布式光纤传感器温度与应变区分的研究

针对分布式光纤传感器系统中温度和应变同时存在的问题,给出了一种联合受激布里渊散射(SBS)和后向瑞利散射来解决此类交叉问题的方法.根据光纤中SBS,后向瑞利散射与施加在光纤上的温度和应变的相关特性,分析了温度和应变对SBS,瑞利散射的影响.数值求解出在泵浦光入射端接收到的SBS信号光功率和后向瑞利散射光功率.由应变补偿并解调SBS信号光功率获得温度信息,并分析了应变对温度精度和空间分辨率的影响.     

基于测温准确性的BOTDA空间分辨率规范研究

基于布里渊散射的分布式光纤传感技术因能同时监测温度和应变而迅速发展,目前仅少数国家研制了测试布里渊频率偏移量的专用设备—布里渊时域分析仪(BOTDA,Brillouin optical time domain analyzer)。BOTDA测量频谱偏移量的准确性与设备的物理参数—空间分辨率有密切关系,目前对BOTDA空间分辨率尚无明确定义。从测温准确度、信号分析及厂家自定义等角度出发给出4种不同定义,并通过实际测温实验对4种定义方法进行比较。结果表明,对于标称分辨率为0.5 m的设备,采用不同定义时得到的空间分辨率在0.5~0.8 m之间变化,其中-3dB带宽定义严谨规范,而测温准确度定义更符合实际应用需要。     

基于PPP-80TDA分布式光纤温度传感技术的数值模拟

基于脉冲预泵浦布里渊光时域分析法的分布式光纤温度传感技术是近年来出现的一种新型温度传感技术.本文采用有限差分法对一维瞬态受激布里渊散射的耦合波方程进行了数值求解,分别模拟了传感器在不同温度情况下的布里渊散射三维频谱图,得到了布里渊散射谱的中心频率、布里渊频移以及功率随温度变化的趋势.仿真结果表明,理论模拟与实际相符,并...     

基于分布式光纤技术的煤矿巷道顶板监测系统

当前巷道顶板变形监测方式为基于井下工业环网的在线实时监测,采用电子式和光纤光栅式的位移传感器并以无线方式连接,存在有较多监测盲点、误差较大、依靠连续供电等问题。针对上述问题,设计了一种基于分布式光纤技术的煤矿巷道顶板监测系统。该系统以布里渊光时域反射计(BOTDR)作为数据采集和分析的核心监测工具,采用5 mm钢绞线光纤作为感测光纤,以锚杆、锚索为固定点布设光缆,通过顶板光纤的应变变化来监测顶板变形状况,实现了对煤矿巷道顶板的实时在线分布式监测。现场应用结果表明,光纤应变变化能够实时准确地反映顶板变形情况,基于光纤应变的顶板监测结果与顶板离层仪监测结果、十字法观测结果一致。用光纤应变表征顶板变形程度消除了人为因素和断电等影响,保证了监测结果的客观性,这种长距离、耐腐蚀、抗干扰、无需供电的分布式光纤应变监测方式为煤矿提供了一种全新的巷道监测手段。     

分布式光纤传感器大坝安全监控系统研究

本文研究了一种基于分布式光纤传感器的大坝安全监控系统.系统可实时监控、预警大坝温度、应变、裂纹、位移和渗漏等信息,监测大坝上下游水位信息、区域降雨量信息等,旨在大坝施工和运行期间监测大坝的各个安全参数,确保大坝的安全.系统采用了分布式光纤监测系统,集成光纤的感应和传输功能于一体,为防御大坝可能造成的洪水灾害,提供快速技术支撑.     

分布式光纤传感器应变传递性能分析及试验研究

分布式光纤传感技术是一种新型光电监测技术,可实现应变、温度的长距离分布式检测,适用于土木工程结构的健康监测.应变量测的准确性是进行结构健康诊断和评估的关键,其中影响分布式光纤传感技术应变测量精度的因素除了设备自身性能,还与感应结构应变信号的分布式光纤传感器的应变传递性能有关.从理论上分析了传感光纤特性、粘结剂物理性质、...     

光纤测温预警系统在唐山不锈钢110kV变电站的应用

本文介绍了分布式光纤测温预警系统在唐山不锈钢110kV变电站的应用,重点介绍了分布式光纤温度传感的原理、主要技术指标、系统的安装与调试,并对故障诊断情况进行了介绍,实践证明,该系统运行效果良好,能保障公司的安全生产。     

基于布里渊散射的结构应力光纤测试技术研究

作者通过分析一定功率的脉冲光射入光纤中的布里渊散射规律,介绍了分布式光纤测量测量轴向应力的基本原理;制作实验装置,测量单独的应变模型,分析散射回来的波形图,初步了解应力在光纤布里渊散射波谱上的图像特征;将应力作用于光纤的不同位置,对比它们与无应力作用诗所得到的散射波形之间的图像差异,研究其对光脉冲在光纤传输过程中的影响规律;结果表明,应力的作用大小,作用位置的不同都会对脉冲光的传播造成影响,主要在于影响布里渊散射的斯托克斯光和反斯托克斯光;本次研究所得可以为分布式光纤测量提供参考,为分布式光纤在测量微型形变的应用中有一定的促进作用;本次研究的创新点在于使用滑轮的方法,解决同等应力在分布光纤的不同位置作用效果。     

分布式光纤布里渊温度传感系统的试验研究

基于布里渊光时域反射计(BOTDR)的传感原理,构建了分布式光纤布里渊温度传感测量系统,对4.25 km长度的光纤进行了温度传感试验。通过对试验结果的分析表明:该系统可以实现一定长度的光纤定点、定量的受热温度测量分析。对测量结果采用归一化方法处理,使测量结果更直观,分析快捷,精度更高。     

基于BOTDA的钢结构全尺度应变监测方法及其试验研究

大型钢结构因为超载或者腐蚀等问题引起的结构失效越来越多,对大型钢结构进行全尺度监测是评估结构的剩余使用寿命和做出维修决策的关键。分布式光纤传感技术具备分布式、抗电磁干扰能力强等优点,适用于钢结构的全尺度监测。设计了传感光纤的全面和局部布设方法,对上述方法进行了标定、重复性等试验,并将其应用于钢桁架的全尺度应变监测中。结果表明,分布式光纤传感技术可有效获取钢结构全尺度应变,同时,提出的基于电磁铁方式具备快速、可拆卸等优点。本文研究成果可用以集成大型钢结构健康监测系统,实现钢结构的全寿命健康状态评估。     

基于分布式光纤的钢筋混凝土锈胀开裂监测试验研究

氯盐引起的钢筋混凝土锈胀开裂是影响结构耐久性的主要病害之一,对锈胀开裂进行全过程监测是评估结构的剩余使用寿命和做出维修决策的关键。分布式光纤传感技术是一种新型光电监测技术,可实现腐蚀环境下的应变、温度的长距离分布式检测,适用于钢筋混凝土锈胀开裂监测。本文基于钢筋混凝土锈胀开裂的力学原理,设计了钢筋混凝土锈胀开裂全过程的分布式光纤传感监测技术,通过内压加载模拟试验标定了光纤应变和混凝土膨胀、裂缝之间的对应关系,最后采用通电加速试验验证了本文提出方法的有效性。结果表明,分布式光纤传感技术能实时跟踪监测锈胀开裂全过程,监测数据可用于判断初始开裂发生的时间点,由标定试验获取的应变/裂缝系数可实现锈胀裂缝的宽度估算,为工程结构养护管理提供决策依据。