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。     

基于Φ-OTDR的分布式光纤扰动传感系统研究现状

基于相位敏感光时域反射计(Φ-OTDR)的分布式光纤扰动传感系统一直是扰动监测方面的研究热点。通过对比与传统光时域反射计(OTDR)的区别,介绍了Φ-OTDR传感系统的结构和工作原理。根据其发展动态,以提高传感距离和定位精度为目的,从Φ-OTDR系统结构的改进出发,分别论述了传统式、拉曼式、布里渊式和级联式四种典型的Φ-OTDR扰动传感系统的工作原理及研究现状,总结了各自的优缺点,为在实际应用中选择合适的系统结构提供了方向,最后展望了基于Φ-OTDR的分布式光纤扰动传感系统的应用前景。     

高空间分辨率分布式光纤传感技术的研究进展

对三种基于布里渊散射的高空间分辨率分布式光纤传感技术,即布里渊光纤时域分析暗光脉冲技术、布里渊光相关域分析及布里渊光频域分析技术,进行了详细阐述.分析了每种技术的工作原理,对每种技术所采用的实验系统配置、所能达到的空间分辨率进行了介绍,并对其存在的局限性进行了说明.     

双Sagnac分布式光纤传感系统的定位算法研究

单介绍了Sagnac分布式光纤传感系统的光路原理,重点阐述了系统中应用的PGC解调算法、同步算法、定位算法.最后给出的实验结果展示了该系统具有较高的定位精度.     

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。     

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。     

基于双Mach-Zehnder的长距离分布式光纤传感系统

分布式光纤传感技术是当前传感领域研究的热点,文章提出了一种新颖的基于双M-Z的长距离分布式光纤传感系统方案,并对此系统中存在的时钟同步、控制信号的选取、信息的存取与传输等问题提出了相应的解决方案.     

基于布里渊效应的连续分布式光纤传感技术

基于布里渊效应的光纤传感(BEOFS)技术具有长距离、高精度、连续分布式、多参量传感的独特优点,在介绍BEOFS技术的原理、发展现状以及重要应用领域的基础上,对实现长距离、高精度、快速分布式布里渊光纤传感的关键技术进行研究和探讨,给出了提高系统传感速度的方案.     

分布式光纤传感技术在架空线路中的应用

设计了一种分布式光纤传感器,该传感器基于光时域反射原理,通过测量光纤中的背向散射光强度随时间的变化来进行光纤传输特性的测试。构造了用于实时监测的分布式光纤测试系统,在架空线路中有较好的监测应用。并对该分布式光纤传感器性能进行了监测,结果验证该传感器有较好的稳定性,测温精度误差范围在±0.5℃左右。     

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。     

基于布里渊光时域反射的分布式光纤传感入侵定位检测系统

建立了基于布里渊时域反射(BOTDR)技术的分布式光纤传感入侵定位检测系统。采用自制的光纤单纵模分布反馈(DFB)激光器,利用边缘滤波(BPF)技术,简化了BOTDR系统中频率解调的方法,实现了对入侵应变事件的快速定位与检测。实验结果表明,当探测范围为10km时,系统的定位空间分辨率达到5m,应变分辨率达到200με,可以满足入侵定位实时检测的需求。     

Φ-OTDR分布式光纤传感系统的关键技术研究

提出了一种基于Φ-OTDR(相位敏感光时域反射计)技术的Φ-OTDR分布式光纤振动传感技术,该技术能够方便地进行入侵定位。介绍了Φ-OTDR分布式光纤振动传感系统的传感机理,论述了光纤传感采集系统的硬件和软件设计。试验结果表明,该系统可对通信光缆不同位置的入侵事件自动识别预警,显示险情位置,测量距离大于60km,定位精度10m。     

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。     

基于深度神经网络的光纤传感识别算法

为解决光纤传感过程中不同类型事件信号混叠造成识别概率降低的问题,搭建了一种采用差分相关计算的双光纤传感结构,并在此基础上提出了基于深度神经网络的信号识别算法。首先利用双光纤回波信号计算相关系数,再通过不同事件类型信号特征设置阈值范围,从而通过相关计算与阈值滤波提高信噪比。设计了包含三个隐藏层的深度神经网络模型,以分离输入层与相关运算层的形式完成低频噪声抑制与信号混叠解调的目的。实验分别对三种常见入侵事件进行测试,并在此基础上分析了不同算法对组合事件的识别概率。结果显示三种事件的回波谱形具有显著特征。三种算法对单一触发事件的识别概率均在95%以上,该算法的识别均值为98.5%。当两个事件同时触发时,三种算法的平均识别概率分别为73.4%、 84.5%和96.4%。当三个事件同时触发时,三种算法的平均识别概率分别为65.2%、78.3%和93.5%。可见,该算法在光纤传感中信号存在干扰及混叠时具有更好的识别效果。     

基于相干后向瑞利散射的分布式光纤传感系统

采用一种改进的两级 掺铒光纤放大器(EDFA)结构,构建了一套基于相干后向瑞利散射的分布式光纤传感入侵检 测系统。首 先通过OptiSystem软件从理论上仿真并得到了最佳的两段掺铒光纤(EDF)长度,然后依据相 干后向瑞利散射信 号的特点,提出了一种对信号进行分段处理的改进方法,解决了解调信号功率不均匀问题。 针对光纤中 散射体的随机性,建立了后向瑞利散射离散模型,采用蒙特卡罗方法对后向瑞利散射信号进 行了数值模 拟。实验表明,系统的定位精度达到15m,定位范围约为35km。本文系统有望广泛应用在输油管道、机场、监狱等重要场所的安全防范 。     

基于分布式光纤振动传感系统的清管器跟踪定位

针对清管器跟踪定位设备无法实时连续跟踪的问题,将与油气管道伴行的通信光缆作为振动传感器,接入分布式光纤测振系统,实现清管器工作过程中的跟踪定位。清管器经过管道焊接缝隙时会发生撞击产生强烈振动波,通过采集和识别此种特殊的振动信号,经过时域和空域的分析,实现清管器实时跟踪定位。现场实验证明该技术可以有效进行清管器的实时跟踪定位,具有很高的工程应用价值。     

光纤带宽对分布式光纤测温系统空间分辨率影响的实验研究

本文通过实验分析了多模光纤带宽对分布式光纤测温系统空间分辨率的影响。实验结果表明,多模光纤带宽处于500MHz*Km至6000MHz*Km范围内时,测温系统空间分辨率呈现先升高,后下降的趋势。为进一步通过优化光纤指标来提高分布式光纤测温系统的系统指标提供了数据支持。     

基于BOTDA的分布式光纤高温传感研究（特邀）

基于布里渊光时域分析（Brillouin optical time-domain analysis, BOTDA）测量技术分别研究了单模光纤、光子晶体光纤和镀金光纤在1100 ℃、1200 ℃和1000 ℃的高温传感特性,通过对石英光纤的布里渊频移（Brillouin frequency shift, BFS）跳跃现象和涂覆层燃烧现象进行研究,指出石英光纤均需要退火才能够达到热稳定状态。退火后,三种光纤的布里渊频移随温度呈非线性变化。其中,单模光纤和光子晶体光纤高温状态下涂覆层气化,二氧化硅发生晶化导致其机械强度大幅下降,因此仅能作为一次性高温传感器;镀金光纤由于金涂层具有较高的熔点和良好的气密性,高温退火后仍然能够保持良好的机械强度,因此可以作为一种重复使用的高温传感器。该研究有望为高温传感应用（如涡轮发动机内部温度监测）提供一种技术参考。     

基于BOTDA的分布式光纤传感技术研究进展

文章阐述了布里渊光时域分析(BOTDA)的原理以及布里渊频移与温度和应变的关系,对目前国内外的研究现状,从研究方法、温度、应变和空间分辨率及测量动态范围等方面进行了详细介绍.分析了国外现有的基于BOTDA技术的商用化产品及具体指标,以及BOTDA技术存在的主要问题.最后给出了基于BOTDA技术的光纤传感技术的应用领域和发展趋势.