基于小波分析的BOTDR光纤传感器信号处理方法

布里渊光时域反射测量技术(BOTDR)测量数据看作由不同频率成分组成的数字信号序列，采用小波分析对其进行处理。利用小波变换对BOTDR的测量数据进行消噪处理和异常值检测，并用某工程现场实测的BOTDR数据进行了验证。实例表明，小波分析在消除噪声和检测异常点是十分有效的。     

基于OTDR的分布式光纤传感器原理及其应用

介绍了分布式光纤传感器的当前进展及发展趋势.总结了基于光时域反射(OTDR,BOTDR,ROTDR)的分布式光纤传感器的原理、优缺点、应用领域以及在应用中存在的问题.同时对当前产品的测量精度、测量范围等进行了归纳.     

基于BOTDR的光缆直拉式拉伸试验装置

介绍了光缆拉伸试验装置，分析了光缆拉伸试验的监测项目。对两种拉伸装置进行了比较，提出了在直拉式试验装置中的光缆夹持和防止光纤纵向滑移的方法，并给出了基于一种新的应变测量仪BOTDR(布里渊光时域反射仪)的测试结果。     

布里渊散射分布式光纤传感器

介绍了基于布里渊分布式光纤传感器的进展和发展趋势,以及应用后向布里渊散射测量光纤温度／应变的基本原理。介绍了基于光时域反射仪发展起来的BOTDR（布里渊光时域反射）、BOTDA（布里渊光时域分析）及BOFDA（布里渊光频域分析）分布式光纤传感器的原理及各种实施方案,并指出还存在的问题。     

基于BOTDR的OPGW应变实验研究

为研究光纤复合架空地线(OPGW)内光纤受拉力时的应变特征,在室内对800m OPGW进行了拉力测试模拟试验.采用布里渊光时域反射仪(BOTDR)测量OPGW在不同拉力作用下的布里渊散射频移变化量,论证了OPGW内光纤的布里渊散射频移和其所受拉力的相互关系.     

基于布里渊散射的分布式光纤传感器的发展

介绍了基于布里渊散射的分布式光纤传感器当前的进展及趋势,给出了基于布里渊散射的分布式光纤传感器的原理,介绍了基于光纤光时域反射的BOTDR,BOTDA和BOFDA的分布式光纤传感器,以及基于自发布里渊散射能同时测试应变和温度的分布式光纤传感器,并指出了遇到的问题,使读者详细了解基于布里渊散射的分布式光纤传感器当前的进展及发展趋势.     

基于小波变换的BOTDR光纤温度传感系统去噪声研究

提出了一种利用小波变换技术对布里渊光时域反射(BOTDR)光纤温度传感系统测量数据进行去噪处理的方法．并根据分布式温度测量信号的特点,选择合适的小波函数,利用信息论中熵的概念来确定小波分解层数,最后用某发电机组现场的实测数据进行了验证。实例表明,该方法能有效消除噪声,并在很大程度上缩短了温度测量周期,提高了系统的实用性。     

基于布里渊散射的分布式光纤传感器的发展

介绍了基于布里渊散射的分布式光纤传感器当前的进展及趋势.给出了基于布里渊散射的分布式光纤传感器的原理,介绍了基于光纤光时域反射的BOTDR、BOTDA和BOFDA的分布式光纤传感器,以及基于受激布里渊散射能同时测试应变和温度的分布式光纤传感器,并指出了遇到的问题.使读者详细了解基于布里渊散射的分布式光纤传感器当前的进展及发展趋势.     

基于BOTDR的声屏障受损监测系统报警阈值研究

将基于布里渊光时域反射计(BOTDR)的光纤传感技术引入高铁声屏障结构受损监测中。对立柱倾斜的受损情况进行分析,从理论上得出了立柱倾斜时,立柱顶部相对于初始位置的偏移量与BOTDR测得的光缆应变值之间的对应关系,利用该关系得出不同偏移量下系统的报警阈值。此外,报警阈值的大小也与立柱上光纤粘贴点的高度h相关,报警阈值随着h的增大而增大。同时,本文还搭建了实验系统,实验结果与理论计算结果相吻合。     

BOTDR的已敷设传感光纤温度和应变区分测量方法

为了解决已敷设传感光纤中布里渊谱峰功率初值难以获取,基于频移和功率双参量的温度和应变区分测量误差大等问题,提出了解决方法。通过标定实验确定布里渊频移和相对谱峰功率的温度和应变系数、频移初始值;根据布里渊散射功率特性方程,通过试探法,利用已敷设光路中温度和应变已知的参考光纤确定方程系数,建立了谱峰功率初始值;利用归一化方法克服了传感系统中乘性噪声导致的测量误差;利用谱宽变化消除了温度和应变突变点处的谱峰功率异常峰值;最后,根据光纤复合海底电缆的现场情况建立了模拟光路,并进行了温度和应变测量实验。结果表明,在5.6 km处可实现4.3℃和110 的测量精度,可实现已敷设传感光纤整条光路上的温度和应变区分测量,为工程应用提供了理论和实验依据。     

BOTDR分布式光纤传感器研究进展

基于布里渊光时域反射(BOTDR)的分布式光纤传感器无论是在军用系统还是大型民用工程方面都具有广泛的应用前景.在给出BOTDR分布式光纤应力传感器的基本原理的基础上,详细介绍了国内外目前几种不同的BOTDR,并对其优劣进行了分析与比较.分析表明采用微波外差检测技术的BOTDR不仅具有较高的灵敏度,还具有更低的造价.     

Bend-tolerant fiber sensor based on BOTDR system

A simple and inexpensive sensing structure, single mode fiber (SMF) alignment fusion to 62.5 μm stepped index-multimode fiber (SI-MMF), combined with Brillouin optical time domain reflectometry (BOTDR) system, is used as a distributed sensor in the field of structural safety and health monitoring (SSHM) of large infrastructures in terms of its prominent bending resistance. The bend loss principle and influencing factors of the fiber are analyzed, and the bending resistances of different fibers are discussed on the basis of theoretical and experimental comparisons. The bend-tolerant capacity and temperature sensing characteristics of the 5 km sensing structure are measured by using the self-developed frequency-shifted local heterodyne BOTDR system. The results show that the proposed sensing structure has excellent bend-tolerant capacity with a minimum bend radius and temperature measurement error of 1.25 mm and 0.69 °C, respectively, which indicates that the proposed sensing structure has huge potential in the field of SSHM of large infrastructures.     

基于BOTDR的多模光纤温度传感

针对多模光纤存在的模式耦合和布里渊增益谱展宽限制传感精度的提高等问题,提出利用单模光纤对多模光纤中散射信号的高阶模进行过滤实现多模光纤分布式温度传感精度的提高.分析了多模光纤的布里渊散射与温度传感原理,搭建单模光纤滤模的移频本地外差布里渊光时域反射(BOTDR)系统,测量并比较了两种多模光纤的温度传感特性.结果表明:在...     

基于弯曲损耗的光纤温度传感器

为了推导多模光纤弯曲损耗与弯曲半径、环境温度的关系,采用了WKB法求解非均匀直光纤的传播模数,并将弯曲光纤的有效折射率、弯曲光纤截止传播常数和光纤的热光效应同时引入到非均匀直光纤有效传播模数中。利用多模光纤进行实验验证,研制出测温灵敏度为0.1/℃、测温范围为10℃～70℃的光纤温度传感器。结果表明,弯曲损耗随弯曲半径的增大而减小,随环境温度的升高而减小,可以利用弯曲损耗测量环境温度。     

基于分布式光纤温度传感的煤层气井测试

分布式温度传感(Distributed Temperature Sensing,DTS)技术是一种实时监测被测环境温度场的新型传感技术,较于传统的井温测量技术,具有无源工作、分布采集、布设简单等优势。煤层气井的开采对井下的剖面温度和产层流量都有着明确的计量需求。本文简要介绍DTS设备和产量解释的原理,结合DTS设备在国内某煤层气井的实际温度监测试验,验证了DTS在生产测井温度监测方面的可行性,并通过解释软件初步测算煤层气井产层流量。通过与传统的测试方式对比,目前分布式温度传感的测温精度和分辨率分别达到1℃和0.1℃,产层流量计算误差控制在大约3%的水平。     

基于渐逝波耦合的网络化光纤温度传感器研究

基于光纤渐逝波耦合原理,在光纤耦合器的熔锥区涂敷温敏材料制得光纤温度传感器,并将3个传感头级联,构建温度传感器网络.采用锁相环技术测试了各传感器的分光可见度随温度的变化关系.实验表明,在40～ 90℃范围内,随着温度的增加各传感器的分光可见度单调增加,并通过零值点.利用三次多项式函数对温度传感特性曲线进行拟合,并对整个传感网络系统进行定标,多次测试结果表明,本系统的温度测量准确度优于±0.2℃.     

一种基于FSI和MZI并联组合的光纤温度传感器北大核心CSCD

基于并联的干涉型滤波器的游标效应,设计了一种基于光纤萨格纳克干涉仪(fiber Sagnac interferometer,FSI)和马赫-曾德尔干涉仪(Mach-Zehnder interferometer,MZI)并联组成的光纤温度传感器。FSI由一个3 dB的四端口耦合器和一段6.6 m的保偏光纤(polarization maintaining optical fiber,PMF)组成,因其具有较高的灵敏度以及较好的稳定性,将其作为传感腔。MZI作为参考腔由两个3 dB的三端口耦合器自制组成,通过控制MZI两臂的长度,使这两个干涉仪的自由光谱范围(free spectral range,FSR)相接近但不相等,利用游标效应来提高该结构的温度灵敏度,然后通过改变温度来测量单个FSI与并联FSI、MZI这两种结构的波长漂移情况,从而探究温度灵敏度的放大情况。实验结果表明,单个FSI的温度灵敏度仅为-1.65 nm/℃,并联系统可以将其放大到12.9 nm/℃,增益系数为7.82,与理论结果相符,表明在相同温度下,并联结构能够明显提高温度传感器的灵敏度。该传感器能在较小的温度变化时呈现明显的波长漂移,适用于生物和工业领域的温度精细检测。     

一种使用光纤传感器的全光网络攻击检测研究

全光网络是通信网络发展的大趋势,光纤传感器因其所特有的特性具有电子传感器所无法比拟的优势。介绍了全光网络的结构和对全光网络可能采取的攻击方式,讨论了如何利用光纤传感器对针对全光网络的攻击进行检测。     

Research on SFTS structure based optical fiber sensor

A single-mode-few-mode-thin-core-single-mode (SFTS) structure based optical fiber sensor is fabricated and experimentally studied. The sensing principle relies on the inter-modal interference. Since the core diameter of few-mode fiber (FMF) is larger than that of single-mode fiber (SMF), the FMF helps to allow more light to enter the cladding of thin-core fiber (TCF), which helps TCF to excite cladding modes. The interference between core and cladding modes in TCF occurs at the joint of lead-out SMF and TCF. Experimental results demonstrate a refractive index (RI) sensitivity of ?103.34 nm/RIU and a temperature sensitivity of 0.05 nm/°C. The proposed sensor not only can measure temperature, but also can measure RI. In addition, the proposed sensor is simple for without complicated fabrication process.     

光纤温度传感器的研究和应用

分析了光纤温度传感器在温度探测中的优势,综述了光纤温度传感器的发展现状和应用.分别介绍了分布式光纤温度传感器、光纤光栅温度传感器、干涉型光纤温度传感器、光纤荧光温度传感器和基于弯曲损耗的光纤温度传感器的工作原理和研究现状,详细介绍了各种传感器的特点及各自的研究方向.