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什么是分布式光纤传感器技术?
- 2020-10-26-

为了获得这种类型的被测物体的更完整的信息,需要一种分布式调制光纤传感系统。所谓分布式调制,是指外部信号场(被测场)以一定的空间分布方式调制光纤中的光波,在一定的测量域内形成调制信号频谱带,并对信号频谱带进行调制通过检测(解调),可以测量外部信号场的大小和空间分布。简而言之,分布式光纤传感技术是一种使用光纤几何形状的一维特征进行测量的技术。它根据光纤的长度来进行测量,并可以在整个光纤长度上沿光纤的几何路径测量外部物理分布。连续测量参数

一般而言,分布式光纤传感技术可分为两类:一类是基于光纤后向散射光的光时域分布式检测技术或前向散射光损失时域检测技术,另一类是基于光纤后向散射的波域分布光学波长检测。时域分布式的典型代表是分布式光纤温度传感系统,其技术已经成熟。随着光纤技术的成熟,分布式光纤传感器技术发展迅速,并已开始应用于智能材料结构诊断和预警系统。光纤光栅不仅可以做成波域分布式光纤传感系统,而且可以做成波域/时域混合分布式光纤传感系统,并且可以采用空分复用技术形成更复杂的光学系统。光纤传感器。网络系统。

分布式光纤传感技术具有同时获取在传感光纤区域中随时间和空间变化而变化的被测分布信息的能力,其基本特征如下。

①分布式光纤传感系统中的传感元件仅为光纤,光纤传感器以光信号为载体,光纤的芯材为二氧化硅。该传感器具有抗电磁干扰,防雷,防水,防潮,耐高温,耐腐蚀等特点。适用于水下,潮湿,电磁干扰等恶劣环境。与金属传感器相比,它具有更强的耐久性。

②现代大型或超大型结构(例如桥梁,隧道等)通常为几公里,几十公里甚至几百公里。通过传统的监控技术很难实现全面监控,而且成本很高。通过配置具有分布式特性的光纤传感器,将光纤用作传感体和传输介质,可以相对容易地实现远距离和分布式监控。

③分布式光纤最显着的优点是可以准确地测量沿光纤任意一点的应力,温度振动和损伤信息,而不会形成环路。

④一次测量即可获得整个纤维区域的一维分布图。光纤以光研磨形状设置,以确定测量的二维和三维分布。

⑤系统的空间分辨率通常在米的数量级上,因此通常只能以平均值来观察要测量的较窄范围内的变化。

系统的测量精度和空间分数通常具有相互制约的关系。

①检测信号通常较弱,因此要求信号处理系统具有较高的信噪比。

2.由于在检测过程中需要大量的信号加和平均,频率扫描,相位跟踪等处理,因此需要很长时间才能完成完整的测量。

分布式光纤传感技术具有提取广泛的测量领域的分布式信息的能力,可以解决当前测量领域中的许多问题,因此具有巨大的应用潜力。在过去的20年中,已经产生了一系列的传感机制和测量系统。人们主要在以下四个方面进行研究:基于反向瑞利散射的分布式光纤传感技术,基于拉曼散射的分布式光纤传感技术,基于正向传输模式耦合的分布式光纤传感技术和分布式光学。