光纤布里渊分布式温度应变同时传感研究进展

基于布里渊散射的光纤分布式传感技术可以实现对温度和应变的同时传感,如何解决温度、应变的交叉敏感问题是实现温度应变同时传感的关键.文章详细介绍了已报道的几种常见的实验方案,并对不同方案进行了比较分析,最后对未来的发展进行了展望.     

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。     

分布式光纤温度传感技术及其应用

在分析了瑞利解调方法的优势与不足的基础上,提出了一种实验修正方法。以空间分辨率作为参考,否定了几种常见的微弱信号提取方法。最后介绍了基于瑞利解调方法的单模分布式光纤测温系统在冻结井温度场监测中的应用。     

布里渊分布式光纤传感技术进展及展望

布里渊分布式光纤传感技术是目前国际上传感器研究最活跃的热点课题之一.介绍了其传感机理,综述了多年来基于布里渊散射信号的分布式传感技术的研究动态和新进展,分别分析了布里渊时域反射计、布里渊时域分析技术、布里渊相关时域分析技术以及布里渊频域分析技术的基本原理和研究进展,介绍了目前该领域的最新研究成果.简述了需进一步开展的工作及研究方向,并对其未来发展方向进行了展望.     

相位敏感OTDR和布里渊OTDR结合的双参量分布式光纤传感的研究

在分布式光纤传感及应用中,单一传感系统一般只能实现一种参量的监测,如相位敏感光时域反射计(Φ-OTDR)只能监测光纤沿线的振动信息,布里渊光时域反射计(BOTDR)仅能监测应变/温度信息.对于多参量监测的应用场合,必须通过配合多种技术和系统来实现多参量监测和分析,增加监测成本和复杂性.设计并搭建了一种集成Φ-OTDR和...     

基于布里渊散射的光纤温度和应变快速感知

为了提高基于抛物线拟合的布里渊频移提取准确性,文章采用Savitzky-Golay滤波对含噪布里渊谱进行滤波得到比较准确的布里渊频移后,从未滤波布里渊谱中选择对称的部分,然后采用抛物线拟合提取布里渊频移.由于文章所提方法能得到对称程度较高的布里渊谱,且计算耗时增加不多,因此改进的抛物线拟合方法可以在保证实时性的基础上显...     

BOTDA系统温度应变双参量传感技术研究进展

基于布里渊光时域分析(BOTDA)的分布式光纤传感系统可以实现温度、应变等参量的测量,同时具有超长传感距离、高空间分辨率和高精度等优势,已广泛应用于基础设施、航天工程等领域中的结构健康监测.然而,BOTDA传感系统存在温度和应变交叉敏感问题,导致温度和应变的变化在测量过程中难以区分,严重制约了系统传感监测能力.针对该问...     

自发布里渊光纤温度和应变同时测量方法研究

通过对布里渊光纤温度和应变分布同时测量原理的分析,介绍了目前所报道的自发布里渊散射光纤温度和应变分布同时测量的几种方法,深入分析了各种测量方法的实现原理,并且从信噪比、稳定性和成本等方面对几种方法进行了比较,指出了每种方法的关键技术及难题;探讨了基于自发布里渊散射的分布型光纤传感器的应用前景.     

分布式布里渊光纤应变传感信号的增敏检测方法

基于外差相干检测原理,摒弃了传统扫频构建布里渊散射频谱的方法,以布里渊散射光功率为应变监测参量,利用具有增敏作用的高频脉冲检波管对布里渊散射拍频信号进行包络检波,直接将拍频信号转换成布里渊散射功率信号,并对携带应变信息的布里渊散射功率信号进行应变增敏检测,利用高频脉冲检波管增益响应曲线对功率信号的调制提高散射功率应变敏感系数。经测试,增敏后布里渊散射光功率应变敏感系数为0.024%/με,与传统直接检测法得到的应变敏感系数-7.7×10-4%/με相比,敏感系数提高30倍,有效提高了系统信噪比;对增敏后的布里渊功率信号进行解调,在24.7km的光纤长度上,实现65με的应变测量标准差,测量时间由传统扫频方法的超过30s降为仅1s。本文系统可有效满足快速精确检测应变的监测需求,且不需要扫频模块等复杂器件,结构简单,稳定性高,对实际应用具有重要的意义。     

基于光频域反射原理的分布式光纤应变传感解调算法改进

利用光纤中的背向瑞利散射通过光频域反射原理实现整段光纤上的分布式应变测量.对应变解调算法进行了改进,采用二次互相关的方法实现了光纤的波长分辨率为5 pm,空间分辨率为2 cm.搭建了一套基于光频域反射原理的分布式光纤应变传感系统,对应变系数进行了标定,并实现了5m长光纤上的分布式应变测量,应变测量范围为50～500 με,应变分辨率为4.2με.改进后的算法克服了传统算法中波长分辨率和空间分辨率相互制约的缺点,能在保证波长分辨率的前提下提高空间分辨率,对该应变传感技术的后续研究具有一定借鉴意义.     

分布式光纤温度传感系统测温精度的提高

设计了高精度分布式光纤传感测温系统,通过理论分析与数值仿真对影响系统的关键参数进行研究,针对不同定标精度选取特定参数值,将测温范围提高至30℃~160℃,测温精度提高0.02℃。     

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.     

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。     

基于自发Raman散射分布式光纤测温系统设计

光纤传感器是一种新发展起来的传感技术。文章介绍了基于自发Raman散射的分布式光纤测温系统的应用及其结构设计,并着重分析了在脉冲光作用下系统的测温原理,同时设计了一个新型的基于薄膜滤光片的用于Raman散射的波分复用（WDM）组件。     

分布式光纤喇曼温度传感器的研究和应用进展

简要阐述了分布式光纤喇曼温度传感器的基本原理和最新的研究进展,包括光纤喇曼放大技术、喇曼双波长自校正技术和序列脉冲编码技术等。着重介绍了分布式光纤温度传感器在工业方面的应用,为今后的研究和工程应用提供有益的参考和借鉴。     

基于布里渊散射的分布式光纤传感技术的研究及进展

阐述了基于布里渊散射分布式的光纤传感技术的传感机理,简要介绍了基于脉冲技术的布里渊分布式传感技术(BOTDR,BOTDA)的基本原理及应用进展,并分析指出了其在空间分辨率等方面存在的问题.详细介绍了国内外学者在解决这些问题上提出的新的理论和实验研究方法(基于相关连续波的布里渊传感技术,基于相干探测-泵浦技术的布里渊传感技术以及自发布里渊散射和拉曼放大效应结合的布里渊传感技术)以及取得的进展.并对这些最新方案及其概况进行了评述,指出了仍然存在的问题并预测了未来的发展方向.     

光纤布里渊温度和应变分布同时传感方法研究

布里渊分布型光纤温度和应变同时传感的方法主要有3种:布里渊散射谱双参量同时测量的方法、双布里渊频移同时测量的方法及联合拉曼散射和布里渊散射效应法.文章对这3种方法进行了深入的研究,阐述了实现各种方法的具体方案,并对其性能及成本进行了比较,给出了一种可实现温度和应变高精度同时测量的传感方案.     

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.     

一种高分辨率分布式光纤温度传感系统的研究

文章介绍了一种高分辨率分布式光纤温度传感系统,该系统利用光波在光纤中传输时的拉曼散射效应,探测其背向拉曼散射光强度,并根据反射光强与温度的关系来进行传感光纤沿途温度的探测.文章详细探讨了系统的工作原理,搭建了实验平台,并进行了温度传感实验.实验证明,系统的温度精度达到0.1 ℃,空间定位分辨率为1 m.