分布式光纤传感技术及其应用

光纤传感技术已有20多年的研发历史,期间技术不断更新发展,已出现一些以实用或正接受现场测试的传感器结构。最近分布式光纤传感技术再次受到瞩目,该技术能对大楼、桥梁、高速公路等大型建筑或小型船舶的应变/变形及温度状况进行动态分析检测,使其具有可“感知”损害的功能,因此它与多点式传感技术一起被列入智能结构/材料技术的范畴。本文将综述（全）分布式光纤传感技术及其研制水平,并给出目前国外较具代表性的研究应用实例。     

基于单斜坡的分布式光纤温度传感适用性研究

传感器是配电物联网的基础,尤其是基于布里渊散射的分布式光纤传感器应用日益广泛。为了提高基于布里渊散射的分布式光纤传感的测量速度,为基于温度的电气设备状态感知奠定基础,对单斜坡法在光纤沿线温度测量的适用性进行了研究。编程实现了基于伪Voigt模型的谱拟合法和单斜坡法的计算机程序,针对不同信噪比的布里渊谱分别采用谱拟合法和单斜坡法计算光纤沿线的温度。结果表明,在一定的信噪比和光纤沿线布里渊频移波动程度范围内,单斜坡法的计算准确性可以达到与谱拟合法相近程度,但谱测量时间可以缩短为后者的几十分之一,对应的计算时间仅为谱拟合法的1/758。研究了信噪比、布里渊频移和线宽不确定度对误差的影响,结果表明,随信噪比(以dB为单位)增加,温度误差快速下降,然后逐渐趋于稳定值;随布里渊频移与工作点差距的增加,温度误差增大,且加速度随二者差距的增大而增大;温度误差随线宽偏差的增大而增大。     

长距离分布式光纤传感技术的分析

基于布里渊光时域分析,阐述长距离分布式光纤传感技术的特点,相位敏感型光时域反射仪在较长距离的管道的安全测量中的应用。     

光纤完全分布式温度传感系统研究进展

综述了光纤分布式温度传感系统的理论、技术等方面的最新进展和研究方向。     

基于长距离分布式光纤传感技术分析

分布式光纤传感技术由于其自身的优势,在光纤传感领域具有很重要的影响,他可以进行长距离连续的传感,并且在许多方面都得到了广泛的运用。本文对长距离分布式光纤传感技术进行了相关分析,希望能够对光纤传感的研究提供相关帮助。     

分布式光纤传感系统数据采集软件设计

分布式光纤传感器可测量大范围的信息,但主流的分布式光纤传感器的界面只给出了测量数据的曲线,难以得到直观数据和进行二次分析处理。文章设计了一种分布式光纤温度传感器的数据采集软件。该软件避免了原系统从曲线上读取数据可能产生的误差,可采集任意段的温度,并实时显示,可导出数据以方便对数据进行二次处理分析。文章对分布式光纤传感器在测温领域的研究和推广有一定的指导意义。     

基于SOA光纤环形激光器的分布式声传感系统

为了降低传统分布式声学传感器(DAS)系统复杂度并提高信噪比(SNR),提出了一种基于半导体光放大器的光纤环形激光器(SOA-FRL)的DAS系统。该系统用SOA-FRL取代了传统的DAS系统中的窄线宽激光器和脉冲调制器,实现了高稳定的光脉冲输出;采用双脉冲外差探测方法,实现了精确的声信号探测和声源定位。实验结果表明：在频率为1 kHz、幅值为1.14 rad的声信号作用下,所提系统的解调SNR高达38.25 dB,空间分辨率为12 m。     

光纤激光器加速光纤传感应用

光纤传感取代电传感已呈大势所趋。目前市场上的光纤传感绝大部分都是基于光波分复用(OWDM)的准分布式传感原理以及尚处于科研阶段的时域分布式(OTDR)光纤传感技术；两者均受制于各自的缺陷，离大规模市场应用尚待时日，尤其是在更高要求的传感领域更是无法实现。本文所介绍的光纤传感技术起源于激光雷达的调频连续波(FMCW)原理，采用相干探测进行检测，利用光纤本身进行直接传感，完全可以构建低成本的分布式传感网络，完成超远距离、超高精度和超低噪声的实时监控，可广泛用于国防、石油勘探和安保等各个传感领域。     

分布式光纤传感技术及其应用

分布式光纤传感技术是近年来光纤传感领域的研究热点.介绍了该领域的研究成果,包括基于光纤后向散射光时域及频域反射技术、基于光纤瑞利散射偏振光时域反射、基于长距离光干涉技术的分布式光纤传感以及基于非同和全同光纤布拉格光栅复用的准分布式光纤传感技术;论述了分布式光纤传感系统的工作原理、特点及性能;介绍了其在民用工程结构、航空航天、船舶工业、电力工业、石油化工业和医学等各个领域中的应用.     

单点振动激励下分布式光纤声传感系统的响应特点

基于相干光时域反射技术的分布式光纤声传感系统是检测环境振动的重要工具,但系统响应受干涉光强波动干扰,给定量检测带来困难.针对单频连续点振源这一较为典型的传感场景,研究商用相干光时域反射系统的响应特性.实验表明,系统可以准确探测振动的位置和中心频率.实验探索了两种信号处理方法.信号频谱的时域平均可以还原出响应和振幅间的线...     

适用于分布式传感技术的光纤光缆

本文主要介绍了光纤分布式传感技术的应用现状,目前用于该系统的几种典型光缆结构及其应用特性,以及专为分布式温度传感技术而开发的耐高温光纤。     

分布式光纤光栅传感系统信号解调技术

光纤光栅是近年来光纤传感领域的研究热点,波长编码信号解调是实现光纤光栅分布式传感网络的关键.本文分析了分布式光纤光栅传感系统信号解调的一般原理,总结了系统信号解调过程中存在的主要技术难点,分类评述了几种典型的解调技术的工作机理,并重点分析了其特点和性能,同时提出了一种宽带光源/副载波解调技术.该技术具有实时性好,成本低等优点.     

分布式光纤传感数据编码存储方法研究

现有分布式光纤传感数据存储方法由于节点分布较为广泛,节点故障致使数据丢失现象常有发生,无法适应现今分布式光纤传感技术的发展与应用,故提出分布式光纤传感数据编码存储方法研究.依据现今光纤传感数据存储需求,结合网络编码与云存储优点,搭建基于网络编码的数据云存储架构,以此为基础,选取纠删码形式对分布式光纤传感数据进行编码,以...     

用于光纤分布式温度传感系统的调Q光纤激光器研究进展

综述和分析了用于光纤分布式温度传感测量系统的调Ｑ高功率短脉冲掺铒光纤激光器的研究状况。     

分布式光纤光栅传感复用解调方法研究

受到光纤光栅的串扰与噪声的干扰,导致分布式光纤光栅传感复用解调方法存在波长偏差大、解调精度低的问题,因此,在传统解调方法的基础上实现优化设计.确定传感器类型与布置方式,搭建对应的分布式光纤光栅传感网络模型,在该模型下分析传感耦合特征.以传感特征分析结果为基础,设计并安装降噪复用解调器,以此作为解调方法的实现介质,并实现...     

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。     

基于外差解调的分布式光纤传感系统设计

提出了一种基于双脉冲外差解调的分布式光纤传感系统。从理论上分析了系统的传感原理及信号解调方法。根据系统结构及原理,搭建了双脉冲外差分布式光纤传感实验系统,并进行了初步的实验研究。实验结果表明,在传感距离为300m的情况下可以将末端施加的干扰信号解调出来。     

分布式光纤传感技术在电力电缆监测的应用

为了保证电力电缆的安全问题,电力电缆的温度监测十分关键。针对目前一些光纤测温产品的不足,提出了一种长距离分布式光纤传感器,其具有测量灵敏度高、响应速度快、误报率低、测量长度大、工作稳定等优点。该传感器基于布里渊光时域反射原理,构造了用于实时监测的分布式光纤测试系统。对该系统的性能进行了检测实验,实验验证该测温系统测温精度误差范围在±0.50C左右,且具有很好的稳定性,同时,定位精度很高,可以准确的定位故障点,以此可以避免电缆事故的发生。     

基于散射增强光纤的分布式声波传感研究进展

基于相位敏感光时域反射技术的分布式声波传感（DAS）系统可实现大范围分布式的声波探测,近年来,在油气勘探、地质成像、管道安全、周界安防等应用领域受到研究关注。本文论述了光纤DAS技术的传感原理,分析了单模光纤的衰落机理和性能瓶颈。针对此问题,分别介绍了多种散射增强光纤的增效机理与声波传感性能。进一步,围绕微结构散射增强光纤DAS系统,综述了其近年来的技术与应用进展,并展望了其未来可能的发展方向。     

基于偏振态变化时延估计的分布式光纤传感系统

提出一种基于偏振态（SOP）变化时延差估计的分布式光纤传感系统。本系统采用两个直流光信号在传感光纤中双向注入,振动会对正向和逆向光造成SOP变化,在各自的尾端利用起偏器检测SOP变化并转换为光强信息。两路信号间的时延差表明了振动的位置信息。对时延差形成的原因进行了理论分析,并阐明利用互相关算法计算该时延差并进行分布式传...