基于分布式光纤传感的边坡形变监测研究

边坡的坡体变形监测较为困难,针对边坡容易产生滑坡和坍塌等险情,采用分布式光纤传感技术,构建了基于瑞士Omnisens公司生产的DiTeSt光纤传感分析仪的边坡形变监测系统。搭建了边坡试验模型,并对边坡试验模型进行了加载试验,对试验结果进行了分析。试验结果表明,该边坡形变监测系统能准确地反映边坡的变形情况,具有显著的优越性,可用于边坡稳定性的监测和预报。同时,试验结果有利于指导进一步的工程实践研究。     

基于分布式光纤传感的丁坝形变监测研究

介绍了丁坝的结构特点,针对丁坝在汛期容易产生坝基坍塌和崩岸等险情,采用分布式光纤传感技术,构建了基于瑞士Omnisens公司生产的DiTeSt光纤传感分析仪的丁坝形变监测系统;搭建了丁坝试验模型,并对丁坝试验模型进行了加载试验,对试验结果进行了分析,试验结果有利于指导进一步的工程实践研究。     

采用后向瑞利散射空间差分的周界安防分布式振动监测

提出了应用于周界安防的基于后向瑞利散射光空间差分干涉的光纤分布式振动传感监测方案。环境振动信号引起传感光纤的相位变化,含有相位信息的后向瑞利散射信号注入到非平衡迈克尔逊干涉仪,实现了后向瑞利散射信号的空间差分干涉,光纤分布式振动传感监测完成相位信号的解调,提高了系统的灵敏度。该系统能够实时监测入侵者的行走路线和速率以及模拟挖掘的距离的判断,实现了15 dB的信噪比以及35 m的探测距离。     

120km长距离分布式光纤振动传感系统

针对输电线路等场景的超长距离监测应用问题,文章在分布式光纤相位敏感光时域反射仪的基础上,采用拉曼放大和外差检测的方式,设计了一种光电信号分段探测和采集的光纤传感系统。该系统依据光纤长度将光纤分为两段进行信号采集和处理,针对不同强度信号适配相应的信号处理和采集参数,解决了超长距离监测系统的动态范围不足和信噪比差的问题。经试验和分析,最终实现了超过124 km的单端超长距离分布式光纤监测系统,系统末端信噪比>10.5 dB。     

基于分布式光纤布里渊散射的油气管道应力监测研究

为了进一步提高油气管道的监测,提出了一种基于分布式光纤布里渊(Brillouin)散射的油气管道的应力监测方法,并对模拟性油气管道进行了实验研究。通过分析应变与布里渊频移之间的关系,研究了管道的形变,并且对如何布置光纤进行了研究。实验结果表明,布里渊散射光纤传感技术能够准确监测并识别管道的应力变化。在长为200m光纤中,应变分辨率达2με,空间定位分辨率达到0.5m。     

分布式光纤振动和温度双物理量传感系统

提出了一种分布式光纤振动和温度传感系统。该系统在双马赫-曾德尔干涉仪分布式振动传感系统的框架上,采用波分复用的方法在一条传感臂上耦合两种波长的光,并行实现了基于激光干涉的分布式光纤振动传感和基于拉曼背向散射的分布式温度传感,从而达到了振动和温度双物理量的同时探测。该方法有效利用了双马赫-曾德尔干涉仪的传感光纤,在实验中实现了10km长度上振动和温度双物理量的同时探测,振动传感的定位误差为±30m,温度传感的空间分辨率和温度精度分别为1m和±1.8℃。该系统的优点是将激光干涉和拉曼背向散射有效结合,实现了复杂环境中对振动和温度同时探测的需求,并有效利用了传感光纤,具有重要的实际意义和经济价值。     

分布式光纤传感技术与PON的融合

研究了分布式光纤传感以及无源光网络的原理、应用及关键技术,提出了将无源光网络与分布式光纤传感网络融合的思想,既可以克服局域网与骨干网之间的速率瓶颈,又符合光纤传感与光纤通信融合传输的发展趋势。针对分布式光传感技术在安防领域的应用与EPON的融合提出了解决方案,即将OTDR技术融入EPON中进行光纤故障监测与定位,实验证...     

基于光纤传感技术的工程监测应用研究

光纤传感技术作为当前热门技术之一,在工程监测领域有着许多重要应用。通过探讨光纤传感技术在工程形变监测中的应用案例,展示了其在工程监测领域的重要性。光纤传感技术利用光纤作为传感元件,可以实现对形变的连续、实时监测,并提供高精度的监测数据。通过布设应变光缆和温度补偿光缆,在合璧津高速公路K134段高架桥上进行了监测实验。结果表明,光纤传感技术能够准确评估结构的变形情况,并通过温度补偿算法消除了温度变化对数据的影响。通过几何方法计算沉降位移,可以实现对沉降位移的估算。     

分布式光纤传感器开关柜温度监测探讨

阐述了分布式光纤温度传感器的工作原理,根据电力设备温度监测的特点,探讨了用于高压开关柜温度在线监测的传感系统方案。设计了基于全分布式和准分布式光纤传感技术的高压开关柜温度监测系统,比较了不同监测系统的特点,指出了适用于电力系统高压开关柜温度测量的方法。     

分布式光纤振动传感技术及发展动态

从工程结构安全监测到输油管线的维护以及地震监测,振动传感器发挥着重要作用,可以实现以往需要大量人力物力和时间的监测。而分布式光纤振动传感器具有许多优于传统振动传感器的地方,应用前景广阔,近年来成为光纤传感领域的研究热点。本文主要介绍了分布式光纤振动传感器的实现方法与相关技术,并展望了分布式振动传感技术未来的发展方向和应用领域。     

高压电缆用分布式光纤传感检测系统

电力电缆线路运行时的温度和应变在线检测是保障电力系统安全与稳定的必要措施。介绍了用于高压电缆在线监控的分布式光纤传感检测系统方案。详细阐述了检测系统中测量设备的选择,研究了适用于电力系统复杂环境中的温度和应变测量的新型传感光纤——碳密封涂覆光纤,并对这种传感光纤的安装方式进行了探讨。分布式光纤传感检测系统将在高压输电电缆系统的在线检测方面有很大的应用前景。     

基于FPGA的倏逝波型光纤气体检测研究

文章就光纤气体传感器的背景和发展进行了介绍,并且对倏逝波型的光纤气体检测原理进行了分析与研究.设计了一款基于FPGA的倏逝波型的光纤气体检测系统.通过模拟与实验,提高了检测灵敏度和响应时间,可进行多种气体检测.     

双光纤双参量布里渊光时域分析传感技术的研究

对于布里渊分布式光纤传感器(DOFS),温度或应变的变化都会引起布里渊频移谱改变,因此存在交叉敏感问题。在以往对布里渊光时域反射(BOTDR)计的双参量传感研究中,采用单根光纤,通过同时检测布里渊频移和功率变化,实现双参量传感。但对于布里渊光时域分析(BOTDA),由于受激布里渊散射的偏振相关性,不能实现对受激散射光功率的准确检测,因此难以实现单光纤的双参量传感。针对这一问题采用温度和应变系数不同的双光纤进行双参量传感。先测量了几种常用光纤的温度和应变布里渊频移系数,然后选择G652和G652成缆两种光纤,通过构建系数矩阵,由两根光纤的布里渊频移计算得出温度和应力,从而实现了温度分辨率25℃左右,应变分辨率约为200με的双参量传感。     

光纤检测钢管混凝土界面脱空模型的试验研究

通过分布式光纤传感技术可以实现对钢管混凝土界面脱空的检测，这对于这种组合结构的安全检测来说具有重要意义。本文讨论了脱空产生成因及分布式传感光纤实现脱空检测的机理，提出了在钢管中分布式传感光纤的布置形式，并进行了模型试验，得到重要规律，拟合出光衰减与脱空开度关系的曲线及公式。     

布里渊光时域分析仪与马赫-曾德尔干涉仪共同检测传感技术

布里渊分布式光纤传感器适用于测量静态的温度/应力,而马赫-曾德尔干涉仪分布式光纤传感器(DOFS)可测量动态的应变变化。许多应用场合需要静态和动态的传感信息,这是单机理分布式光纤传感器难以达到的。由于布里渊光时域分析仪(BOTDA)和马赫-曾德尔干涉传感器都采用双向环路传感光纤结构,通过共用光源和主要光器件,将布里渊光时域分析仪和马赫-曾德尔干涉传感器相结合。利用布里渊传感测温度,马赫-曾德尔传感器测振动,从而可实现多机理多参量传感。搭建了25 km传感实验系统,对于马赫-曾德尔振动传感,定位精度达到60 m,并可计算振动频率;对于布里渊传感,在没有振动时传感光纤的始端和末端都为2 ℃的测量精度,但在振动时得到始端为3 ℃、末端为4 ℃的测量精度。     

Design of distributed Raman temperature sensing system based on single-mode optical fiber

The distributed optical fiber temperature sensor system based on Raman scattering has developed rapidly since it was invented in 1970s. The optical wavelengths used in most of the distributed temperature optical fiber sensor system based on the Raman scattering are around from 840 to 1330 nm, and the system operates with multimode optical fibers. However, this wavelength range is not suitable for long-distance transmission due to the high attenuation and dispersion of the transmission optical fiber. A novel distributed optical fiber Raman temperature sensor system based on standard single-mode optical fiber is proposed. The system employs the wavelength of 1550 nm as the probe light and the standard communication optical fiber as the sensing medium to increase the sensing distance. This system mainly includes three modules: the probe light transmitting module, the light magnifying and transmission module, and the signal acquisition module.     

基于BOTDR的高分辨率分布式光纤温度传感器

布里渊光时域反射计（BOTDR）是一种新型的分布式光纤传感技术。基于BOTDR中布里渊光频移量与光纤温度之间的线性关系,研发出了一种高空间分辨率分布式光纤温度传感器,其空间分辨率提高了数十倍,达到了厘米级。通过室内标定实验,得出了这种温度传感器的温度系数为3．0MHz／℃。在与传统点式温度传感器测量地温场的对比试验中,证明了这种新型温度传感器具有分布式、高分辨率、连续远程测量的诸多优点,显示出其广阔的应用前景。     

基于布里渊损耗的单端分布式光纤传感系统研究

基于布里渊散射的分布式光纤传感系统以其可在整根光纤中同时得到被测量场在时间和空间上的连续分布信息,进而成为传感领域国内外研究的热点。针对传统的布里渊光时域分析分布式传感器只能双端入射且成本较高的缺陷,探索性地提出了一种新型的单端布里渊损耗光时域分析传感结构。采用一台窄线宽激光器作为唯一光源,应用铌酸锂电光强度调制器调制入射光产生频移可调的脉冲泵浦光,与经过光纤布拉格光栅反射的连续探测光进行布里渊散射放大效应。通过检测探测光光功率,采用洛伦兹和高斯函数线性权重谱和Levenberg-Marquardt算法得到了不同脉宽下整根光纤布里渊损耗谱。实验结果初步证明了这种传感结构对于分布式测量是可行的,对单端BOTDA的研制具有一定的供参考价值。