基于分布式光纤传感技术的封闭空间火源精确定位方法研究

为了解决封闭空间火源精确定位困难的问题,文中提出了一种基于拉曼散射的分布式光纤传感技术的火源精确定位方法,对比分析了分布式拉曼测温系统在温度测量领域的优势,简化了封闭空间火场的火源模型,在分析温度与后向拉曼散射光的关系特性的基础上,给出了传感光纤布阵方案和火源粗略、精确定位的数学模型,并通过实验验证了方法的有效性,实验结果表明本方法定位误差范围可控制在54cm^2以内.此方法解决了封闭空间火灾火源定位精度低的问题,为分布式光纤传感技术在二维、三维空间传感领域提供了一定的理论基础.     

光纤传感的后起之秀——分布式传感

随着对光纤中非线性效应研究的不断深入,光纤分布式传感器得到了广泛的研究和应用.本文介绍了光纤传感的应用领域,综述了基于布里渊散射、拉曼散射及瑞利散射3种散射光实现不同类型光纤分布式传感的原理,最后从光纤分布式传感优势方面对其未来发展方向进行了展望.     

Mach-Zehnder干涉仪差分检测布里渊温度和应变同时传感系统

分析了基于自发布里渊散射的温度和应变分布同时测量原理,针对已报导的外差检测和直接检测系统中存在的问题,提出了一种基于单通光纤Mach-Zehnder干涉仪(MZI)的双端差分检测布里渊温度和应变同时传感系统,通过理论分析证明了系统的可行性。该系统具有成本低,实现简单,可消除光源频率不稳定性干扰等特点,在分布式光纤温度和应变同时测量中具有广阔的应用前景。     

基于光纤传感的输电线路覆冰监测技术应用评述

输电线路覆冰监测能有效地评估覆冰情况，预警覆冰事故，减少覆冰造成的危害，有利于电力系统安全稳定运行。在介绍传统在线覆冰监测技术的基础上着重综述了光纤传感技术在输电线路覆冰监测中的应用，分析了准分布式光纤传感(光纤光栅)、基于拉曼散射的分布式光纤传感和基于布里渊散射的分布式光纤传感(布里渊时域分析技术和布里渊时域反射技术)的监测方法的原理及优缺点。分布式光纤传感技术集传感与信息传输为一体，无需再敷设传感器，可以监测整条线路的覆冰状态，其中布里渊光时域分析技术(Brillouin Optical Time Domain Analysis, BOTDA)可以进行更长距离、更大范围的监测，在输电线路在线监测中的优势更为明显。最后指出了基于分布式光纤传感技术监测覆冰的关键问题并进行了展望。     

分布式光纤测温技术性能分析

光纤传感器可构成传感网络,实现分布式测量,广泛应用于大型建筑物的结构健康监测等方面,因此分布式光纤传感技术成为近年来光纤传感领域的研究热点.文章通过分布式光纤测温系统的工作原理、特点及性能等方面,从基于光纤后向散射的光时域及频域反射技术的分布式光纤测温和基于光复用技术的光纤光栅分布式测温的分布式光纤测温技术两个研究方向进行了综述;同时阐述分析了两个方向在建筑节能测温中的应用情况,并提出了展望.     

线型光纤感温火灾探测监控系统的研究与设计

设计了一款基于分布式光纤的上位机监控软件,能够观察到光缆的敷设平面图温度情况,并根据温度实现实时报警.介绍了分布式光纤传感系统的基本原理、结构及硬件系统信号采集模块的优化设计,重点研究了上位机监控软件结构和功能,并用Qt编写上位机软件.系统能够准确地监控和显示待测光纤的空间温度分布状况,且界面友好,实时性强.     

分布式拉曼光纤测温系统研究进展

分布式拉曼光纤测温系统是一种快速、可靠、稳定的实时在线测量系统,它已经成为工业过程中一种重要的新检测技术.详细介绍了分布式光纤拉曼温度传感原理与系统结构,总结了国内外研究历史,重点介绍了主要应用领域和实际应用案例.     

基于单端BOTDA的油气管道在线监测系统

为了进一步提高油气管道监测效率与可靠性,提出了一种基于单端布里渊光时域分析的油气管道在线监测方法。对油气管道进行了泄漏点温度测量模拟实验研究。实验结果表明,基于布里渊散射的分布式光纤传感技术能够准确监测并识别管道的温度变化,在25km的传感光纤中,温度测量分辨率达3℃,空间定位分辨率达到1m。     

混沌激光布里渊散射的分布式光纤温度传感

提出一种基于混沌激光布里渊散射的分布式光纤温度传感方法.采用相干长度为88.53 cm的混沌激光作为光源,结合相干域反射技术,利用可变光延迟线调节参考光光程,通过检测传感光纤不同位置的混沌布里渊散射光与参考光的干涉信号,获知整条光纤的温度信息分布.搭建实验系统,研究了注入光功率与偏振态对混沌激光布里渊散射光的特性影响.实验研究待测光纤中固定点的布里渊频移随温度的变化情况,获得1.27℃/MHz的温度系数.在长度为155 m的普通单模光纤上实现空间分辨率为1.2 m的分布式光纤温度传感测量.     

分布式光纤传感器中孤子效应作用的研究

针对目前分布式光纤传感器的优缺点,提出利用孤子效应来提高喇曼型ＤＯＦＳ的空间分辨率,具体分析了孤子效应对喇曼散射型分布式光纤传感器的作用,指出高阶孤子效应能在一距离 的传感中实现高空间分辨率。在分析中考虑了输入光脉冲波形变化和预测调频对返回脉冲的影响。     

光开关在分布式光纤温度传感系统的应用研究

分析了决定分布式光纤温度传感器系统传感距离的因素,提出了使用光开关扩展系统的传感长度。设计了多模1×2棱镜光开关的单片机驱动接口,计算机软件通过RS232串行接口发出指令控制光开关的切换。测试结果表明,嵌入了1×2光开关可使系统传感光纤长度延伸为原来的2倍。     

分布式光纤传感器裂缝传感模型试验

基于光时域反射技术及瑞利散射，构建全自动控制的高精度力-光耦合试验系统，进行了分布式光纤传感器裂缝传感模型试验，研究了混凝土模型力-光本构关系，试验中组合传感光纤初始感知缝宽达0．1mm，光纤传感动态范围达5.3mm，定位精度达到0.2m，并根据试验数据拟合出半经验公式。     

面向电力OPGW光缆的故障精准快速定位方法

电力光纤复合架空地线(OPGW)兼具电力通信网的地线和通信功能,对其故障精准快速的定位是确保电力通信网及电网安全稳定运行的重要前提。为解决电力OPGW光缆实际运维工作中故障定位难的痛点问题,提出了一种基于分布式传感技术的OPGW光缆故障精准快速定位方法,利用光纤的分布式布里渊频移特性,准确地识别线路光缆接续盒,标定线路接续杆塔位置,并以接续杆塔为新坐标,实现故障的精准快速定位,有效地提高了光缆运维水平。现场实验结果表明,与传统的光时域反射仪测试结合人工巡线的定位方法相比,所提方法将故障定位时长由天级缩减至小时级,故障定位精度由千米级缩减至米级。     

基于光纤技术的井筒围岩稳定实时监测系统

针对井筒围岩变形监测受采动影响的问题,提出了采用光纤传感技术监测井筒围岩变形的方法.研究了光纤传感器的不同埋入方式、粘结材料以及施工工艺对结构变形监测的影响,结合金川Ⅱ矿区14行风井加固工程,设计并布设了光纤光栅传感监测系统.现场监测结果表明,基于BOTDR的分布式光纤传感技术具有实时性、远程和自动监测围岩变形的优点,可以直观地得到井筒在不同位置的围岩变形分布特征,为井筒围岩变形提供了准确的测试数据.     

基于IEEE1451.2的光纤传感器标准网络接口的研究

讨论了在电力系统中采用光纤温度传感器进行测温的方法,并在此基础上介绍了一种基于IEEE1451.2的网络化传感器的基本特点,提出了采用CAN总线作为TII接口协议完成STIM和NCAP的长距离连接,实现通用网络接口设计方案。这种用于电力系统特殊条件下测温的网络化光纤传感器集光纤技术、现代传感器技术、网络技术和计算机测控技术于一体,可实现现场测试数据就近登临网络,具有良好的应用前景。     

基于纳米纤维的光学折射率传感器研究

利用纤维进行光学传感是目前较热门的研究领域,纤维系统的光学传感可以用来检测环境中的压力、温度、湿度、浓度以便探究事物之间的相互联系.提出了一种基于纳米纤维的折射率传感器,可以检测周围折射率的局部变化.此外,还给出了直接求解电磁问题的方法,该方法证明了纳米纤维的几何形状可以探测局部折射率.最后,对此现象的机制和检测局限性进行了讨论.