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Phase-Sensitive Optical Time-Domain Reflectometer Based on a 120°-Phase-Difference Michelson Interferometer 被引量:1
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作者 曹玉龙 杨飞 +3 位作者 徐丹 叶青 蔡海文 方祖捷 《Chinese Physics Letters》 SCIE CAS CSCD 2016年第5期22-25,共4页
A phase-sensitive optical time domain reflectometer (φ-OTDR) based on a 120°-phase-difference Michelson in- terferometer is proposed. The Michelson interferometer with arm difference of 4m is used to test the ... A phase-sensitive optical time domain reflectometer (φ-OTDR) based on a 120°-phase-difference Michelson in- terferometer is proposed. The Michelson interferometer with arm difference of 4m is used to test the phase difference between the Rayleigh scattering from two sections of the fiber. A new demodulation method called the inverse transmission matrix demodulation scheme is utilized to demodulate the distributed phase from the backward scattering along the long fiber, The experimental results show that the 120°-phase-difference inter- ferometer φ-OTDR can detect the phase along the 3km fiber, and the acoustic signal within the whole human hearing range of 20 Hz-20 kHz is reproduced accurately and quickly. 展开更多
关键词 of is Phase-Difference Michelson Interferometer Phase-Sensitive optical time-domain reflectometer Based on a 120 on into kHz EDFA with be that
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Brillouin optical time-domain analysis for geotechnical monitoring 被引量:10
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作者 L.Zeni L.Picarelli +6 位作者 B.Avolio A.Coscetta R.Papa G.Zeni C.Di Maio R.Vassallo A.Minardo 《Journal of Rock Mechanics and Geotechnical Engineering》 SCIE CSCD 2015年第4期458-462,共5页
In this paper, we show some recent experimental applications of Brillouin optical time-domain analysis (BOTDA) based sensors for geotechnical monitoring. In particular, how these sensors can be applied to detecting ... In this paper, we show some recent experimental applications of Brillouin optical time-domain analysis (BOTDA) based sensors for geotechnical monitoring. In particular, how these sensors can be applied to detecting early movements of soil slopes by the direct embedding of suitable fiber cables in the ground is presented. Furthermore, the same technology can be used to realize innovative inclinometers, as well as smart foundation anchors. 展开更多
关键词 brillouin optical time-domain analysis(BOTDA)Tunnel engineeringDeformationDistributed monitoringHealth diagnosis
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SNR improvement in self-heterodyne detection Brillouin optical time domain reflectometer using Golay pulse codes 被引量:7
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作者 李永倩 李晓娟 +2 位作者 范寒柏 安琪 张立欣 《Optoelectronics Letters》 EI 2017年第6期414-418,共5页
The application of Golay pulse coding technique in spontaneous Brillouin-based distributed temperature sensor based on self-heterodyne detection of Rayleigh and Brillouin scattering is theoretically and experimentally... The application of Golay pulse coding technique in spontaneous Brillouin-based distributed temperature sensor based on self-heterodyne detection of Rayleigh and Brillouin scattering is theoretically and experimentally analyzed. The enhancement of system signal to noise ratio(SNR) and reduction of temperature measurement error provided by coding are characterized. By using 16-bit Golay coding, SNR can be improved by about 2.77 d B, and temperature measurement error of the 100 m heated fiber is reduced from 1.4 °C to 0.5 °C with a spatial resolution of 13 m. The results are believed to be beneficial for the performance improvement of self-heterodyne detection Brillouin optical time domain reflectometer. 展开更多
关键词 brillouin GOLAY RAYLEIGH codes BOTDR decoding heated normalized SPONTANEOUS STOKES
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Distributed Fiber Optic Monitoring and Stability Analysis of a Model Slope under Surcharge Loading 被引量:23
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作者 ZHU Hong-Hu SHI Bin +2 位作者 ZHANG Jie YAN Jun-Fan ZHANG Cheng-Cheng 《Journal of Mountain Science》 SCIE CSCD 2014年第4期979-989,共11页
In the discipline of geotechnical engineering, fiber optic sensor based distributed monitoring has played an increasingly important role over the past few decades. Compared with conventional sensors, fiber optic senso... In the discipline of geotechnical engineering, fiber optic sensor based distributed monitoring has played an increasingly important role over the past few decades. Compared with conventional sensors, fiber optic sensors have a variety of exclusive advantages, such as smaller size, higher precision, and better corrosion resistance. These innovative monitoring technologies have been successfully applied for performance monitoring of geo-structures and early warning of potential geo- hazards around the world. In order to investigate their ability to monitor slope stability problems, a medium-sized model of soil nailed slope has been constructed in laboratory. The fully distributed Brillouin optical time-domain analysis (BOTDA) sensing technology was employed to measure the horizontal strain distributions inside the model slope. During model construction, a specially designed strain sensing fiber was buried in the soil mass. Afterward, the surcharge loading was applied on the slope crest in stages using hydraulic jacks and a reaction frame. During testing, an NBX-6o5o BOTDA sensing interrogator was used to collect the fiber optic sensing data. The test results have been analyzed in detail, which shows that the fiber optic sensors can capture the progressive deformation and failure pattern of the model slope. The limit equilibrium analyses were also conducted to obtain the factors ofsafety of the slope under different surface loadings. It is found that the characteristic maximum strains can reflect the stability of the model slope and an empirical relationship was obtained, This study verified the effectiveness of the distributed BOTDA sensing technology in performance monitoring of slope. 展开更多
关键词 Slope stability Geotechnical monitoring Fiber optic sensor Distributed strain sensing brillouin optical time-domain analysis (BOTDA) Model test
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利用局部受激散射提升布里渊光时域反射系统性能
5
作者 陈映恺 乐晨 +7 位作者 郑永红 朱海军 钟振涛 刘江涛 刘阳 李拥政 郭林峰 徐小敏 《光子学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第6期122-131,共10页
分布式光纤传感技术在工程领域中逐渐得到大规模应用,为了简化传感解调模式以提高光纤监测方案的工程便捷性和可行性,在降低光纤监测成本的同时提高监测的精度和准确性,提出了一种基于局部受激散射的布里渊光时域反射系统。在采取光纤... 分布式光纤传感技术在工程领域中逐渐得到大规模应用,为了简化传感解调模式以提高光纤监测方案的工程便捷性和可行性,在降低光纤监测成本的同时提高监测的精度和准确性,提出了一种基于局部受激散射的布里渊光时域反射系统。在采取光纤单端探测以满足工程便捷使用要求的基础上,利用连续泵浦光的自发布里渊散射与系统中的探测脉冲光作用,通过自发布里渊散射系统中产生的局部受激布里渊散射模式,来提升布里渊光时域反射仪的传感距离和测温精度。通过此方法,可使原低成本布里渊光纤传感系统在使用宽度为100 ns的常用探测光脉冲基础上,将2.7 km测温光缆的末端测温精度提升至±1.27℃,提升了283%,改善了系统的测温精度和传感距离,且该结构不额外增加运算时间及其他冗余光电器件。与传统相干探测结构相比,该系统为改善低成本建筑工地专用布里渊光时域反射仪的性能提供了一种途径,尽量满足当前阶段建筑工程领域对超低成本分布式光纤解调仪的应用需求。 展开更多
关键词 光纤传感 布里渊光时域反射仪 受激布里渊散射 测温精度 结构优化
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基于二维图像高斯滤波的BOTDR噪声抑制方法研究
6
作者 王静娴 白清 +4 位作者 曲晓辉 王璇 郭泓宇 王宇 靳宝全 《光学技术》 CAS CSCD 北大核心 2024年第5期513-519,共7页
布里渊光时域反射仪(BOTDR)因光信号单端注入及自发布里渊散射信号弱而导致布里渊增益谱(BGS)信噪比(SNR)较低,本文提出采用二维图像高斯滤波算法对BGS图像进行处理以实现对BOTDR系统的降噪。分析了微波外差扫频BOTDR的BGS噪声信号特征... 布里渊光时域反射仪(BOTDR)因光信号单端注入及自发布里渊散射信号弱而导致布里渊增益谱(BGS)信噪比(SNR)较低,本文提出采用二维图像高斯滤波算法对BGS图像进行处理以实现对BOTDR系统的降噪。分析了微波外差扫频BOTDR的BGS噪声信号特征,设计了二维图像高斯滤波BGS降噪算法,并在BOTDR测温实验系统上实验验证了该降噪算法的噪声抑制效果和信号处理效率。实验证明,在单频功率曲线100次累加平均的条件下,采用高斯滤波算法对二维BGS图像降噪,降噪前后BGS的SNR提升约10.7dB,变温区的波动范围由±7.79MHz降低至±2.61MHz,同时有效传感距离由约13.8km提升至约24.0km,降噪算法平均信号处理时间约为0.129s。研究表明该降噪方法可显著提升BOTDR系统的SNR,且具有良好的实时性。 展开更多
关键词 分布式光纤传感 布里渊光时域反射仪 二维高斯滤波 噪声抑制
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一种减小光纤传感系统频谱噪声的信号处理方法研究
7
作者 黄秋茗 乐晨 +4 位作者 朱海军 钟振涛 刘阳 李拥政 郭林峰 《仪表技术与传感器》 CSCD 北大核心 2024年第9期106-111,117,共7页
针对基于短时傅里叶变换的布里渊光时域反射仪(STFT-BOTDR)系统噪声频谱泄漏导致的布里渊频移误差问题,提出利用布莱克曼窗函数解决频谱噪声的信号处理方法。首先搭建STFT-BOTDR系统,采集到包含系统变频模块产生低频噪声的布里渊信号,... 针对基于短时傅里叶变换的布里渊光时域反射仪(STFT-BOTDR)系统噪声频谱泄漏导致的布里渊频移误差问题,提出利用布莱克曼窗函数解决频谱噪声的信号处理方法。首先搭建STFT-BOTDR系统,采集到包含系统变频模块产生低频噪声的布里渊信号,然后分别利用海明窗函数和布莱克曼窗函数解调的布里渊增益谱和布里渊频移分布。实验结果显示:利用布莱克曼窗函数比利用海明窗函数更能有效解决STFT-BOTDR系统中由于低频噪声发生频谱泄漏产生的谐波使布里渊增益谱失真的现象,减少布里渊频移的测量误差。实验表明利用窗函数解决系统频谱噪声的方法,在1.8 km的待测光纤上利用布莱克曼窗函数解调的布里渊频移分布测量精度达到1.4691 MHz,系统性能得到了提升,有利于加速低成本、中精度STFT-BOTDR系统的工程应用进程。 展开更多
关键词 短时傅里叶变换 布里渊光时域反射仪 频谱泄漏 布莱克曼窗函数 测量精度
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隧道健康诊断BOTDR分布式光纤应变监测技术研究 被引量:125
8
作者 施斌 徐学军 +5 位作者 王镝 王霆 张丹 丁勇 徐洪钟 崔何亮 《岩石力学与工程学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2005年第15期2622-2628,共7页
布里渊散射光时域反射监测技术是一项新型的光电监测技术,它利用布里渊散射光的光谱技术和光时域测量技术,可对沿光纤的轴向应变进行分布式监测,并具有分布式、长距离、精度高和耐久性长等特点。首先介绍了该监测技术的原理和特点,并以... 布里渊散射光时域反射监测技术是一项新型的光电监测技术,它利用布里渊散射光的光谱技术和光时域测量技术,可对沿光纤的轴向应变进行分布式监测,并具有分布式、长距离、精度高和耐久性长等特点。首先介绍了该监测技术的原理和特点,并以南京市鼓楼隧道健康诊断为例,介绍了该技术应用于该隧道变形监测以及监测的方案,讨论了隧道内环境因素如温差和振动等对监测结果的影响,验证了监测系统的灵敏性,最后对隧道的变形监测结果进行了分析,给出了鼓楼隧道的健康诊断。研究成果表明:该技术应用在隧道安全监测和健康诊断中是十分可行的,也是十分有效的。 展开更多
关键词 隧道工程 布里渊散射光时域反射监测技术:分布式监测:健康诊断 南京市鼓楼隧道
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边坡工程分布式光纤监测技术研究 被引量:82
9
作者 隋海波 施斌 +3 位作者 张丹 王宝军 魏广庆 朴春德 《岩石力学与工程学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2008年第A02期3725-3731,共7页
通过对边坡及其加固工程进行实时、在线监测,可掌握边坡的变形动态,对滑坡进行预警。分布式光纤传感技术与常规监测方法相比具有很大的优越性,如分布式、长距离、实时性和长期稳定性等,可满足加固工程安全监测和滑坡早期预警的要求。对... 通过对边坡及其加固工程进行实时、在线监测,可掌握边坡的变形动态,对滑坡进行预警。分布式光纤传感技术与常规监测方法相比具有很大的优越性,如分布式、长距离、实时性和长期稳定性等,可满足加固工程安全监测和滑坡早期预警的要求。对布里渊光时域反射技术(BOTDR)的测量原理和优点进行介绍,设计一套基于BOTDR的新型分布式边坡监测系统,详细阐述工程应用中传感光纤的布设方法、光纤保护和温度补偿技术等。通过将传感光纤按一定的方式布设在加固工程及坡体内,并相互连接构成基于BOTDR的边坡分布式光纤监测系统,进而实现对整个边坡的远程分布式监测。以实际工程为例,对边坡分布式变形监测结果进行分析。结果表明,基于BOTDR技术的边坡分布式光纤监测系统能够准确地反映边坡及加固工程的变形情况,具有显著的优越性,可用于边坡稳定性的监测和预报。 展开更多
关键词 边坡工程 加固工程 布里渊光时域反射技术(BOTDR) 变形 分布式监测
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光纤布里渊分布式输电线路覆冰识别技术 被引量:25
10
作者 覃兆宇 刘卫新 +5 位作者 潘哲哲 史会轩 陈勇 钱进 刘晓波 费婵 《光电工程》 CAS CSCD 北大核心 2016年第10期6-11,共6页
本文研究了基于光纤布里渊散射的光纤复合架空地线(Optical Fiber Composite Overhead Ground Wire,OPGW)覆冰识别技术,在热力学理论推导的基础上,使用Comsol Multiphysics软件对导线温度分布进行有限元仿真分析,最终得出覆冰区段较非... 本文研究了基于光纤布里渊散射的光纤复合架空地线(Optical Fiber Composite Overhead Ground Wire,OPGW)覆冰识别技术,在热力学理论推导的基础上,使用Comsol Multiphysics软件对导线温度分布进行有限元仿真分析,最终得出覆冰区段较非覆冰区对环境温度变化迟滞的结论,并根据一段时间内缆线温度变化识别出输电线路覆冰状况。基于研究结果,本文在布里渊时域反射计的基础上设计了一套基于光纤布里渊散射原理的分布式光纤覆冰识别系统,解决传统监测系统电源不足、电磁干扰等问题,并在昭通挂网运行,监测范围达到75 km,温度监测精度达到±2℃。 展开更多
关键词 光纤布里渊散射 布里渊时域反射计 分布式光纤传感 有限元仿真 覆冰识别
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光纤传感技术在边坡模型试验中的应用 被引量:56
11
作者 李焕强 孙红月 +2 位作者 刘永莉 孙新民 尚岳全 《岩石力学与工程学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2008年第8期1703-1708,共6页
关于边坡模型的坡体变形监测较为困难,将光纤传感技术应用于边坡模型试验尝试解决这一问题。构建边坡模型进行人工降雨试验,采用光纤布里渊散射光时域反射测量技术(BOTDR)监测坡体变形和光纤光栅(FBG)传感技术监测坡面变形。将BOTDR光... 关于边坡模型的坡体变形监测较为困难,将光纤传感技术应用于边坡模型试验尝试解决这一问题。构建边坡模型进行人工降雨试验,采用光纤布里渊散射光时域反射测量技术(BOTDR)监测坡体变形和光纤光栅(FBG)传感技术监测坡面变形。将BOTDR光纤分层埋入坡体不同位置,以边坡后缘模型箱为固定的参照点,监测坡体内不同位置的应变变化;将光纤光栅传感器铺设在坡面的不同位置,以坡面后缘为固定参照点,监测坡面各位置处位移变化。根据降雨前、降雨过程中及降雨后变形记录资料,得到边坡在降雨作用下的变形规律:在降雨初始一段时间内,边坡并没有明显变形,随着降雨时间的发展,坡体和坡面位移会出现突发性的大幅度增长,并且距坡面较近的土体产生较大的变形,坡体底部变形较小。总体规律是随着坡体深度的增大,坡体变形受降雨入渗的影响越来越不明显,这解释了降雨诱发的均质土坡破坏容易出现在浅层的原因。在坡面上,后缘产生较大位移,而坡体前端位移较小。降雨停止后,部分变形值会变小。试验结果表明,用光纤BOTDR和FBG传感技术监测有众多的优点,且光纤传感技术在岩土模型试验中具有良好的应用价值和前景。 展开更多
关键词 边坡工程 边坡模型 人工降雨 布里渊散射光时域反射测量仪 光纤光栅
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基于BOTDR的光纤复合海底电缆应变/温度监测 被引量:39
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作者 吕安强 李永倩 +1 位作者 李静 吴飞龙 《高电压技术》 EI CAS CSCD 北大核心 2014年第2期533-539,共7页
高压光纤复合海底电缆结构复杂、敷设环境特殊,日常巡检和状态检测实现难度大,利用分布式光纤应变和温度测量设备对其进行监测十分必要。为此,利用Brillouin光时域反射计(BOTDR)对110 kV光纤复合海底电缆中的复合光纤进行了应变和温度... 高压光纤复合海底电缆结构复杂、敷设环境特殊,日常巡检和状态检测实现难度大,利用分布式光纤应变和温度测量设备对其进行监测十分必要。为此,利用Brillouin光时域反射计(BOTDR)对110 kV光纤复合海底电缆中的复合光纤进行了应变和温度标定实验,比较了不同光纤Brillouin频移的应变/温度系数和初始频移的区别,给出了利用光纤中Brillouin频移分布曲线进行接续点精确定位的方法,对运行中的海缆进行了全面、实时、长期的状态监测和数据分析。结果表明:海缆光单元中不同光纤的Brillouin频移应变/温度系数基本相同,约为0.05 MHz/10-6和1.05 MHz/℃,但初始频移差别较大,变化范围约20 MHz;光路中接续点处的Brillouin频移变化明显,可作为定位依据;利用Brillouin频移监测海缆的应变和温度需结合海底地形、地质、洋流、环境温度、负荷电流等因素。 展开更多
关键词 光纤复合海底电缆 brillouin光时域反射计 应变 温度 brillouin频移 光纤标定 光纤接续点定位 状态监测
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基于BOTDR的海缆3D立体监测系统设计与实现 被引量:27
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作者 李永倩 赵丽娟 +4 位作者 杨志 吕安强 吴飞龙 孙景芳 李星荣 《仪器仪表学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2014年第5期1029-1036,共8页
海底电缆体积大、造价高,铺设在海底导致日常巡检和故障检测非常困难,目前尚无有效的实时在线监测系统。针对该问题,采用基于布里渊光时域反射(BOTDR)技术进行海底电缆实时在线监测,利用海底电缆复合光纤作为传感元件,该监测方法不仅可... 海底电缆体积大、造价高,铺设在海底导致日常巡检和故障检测非常困难,目前尚无有效的实时在线监测系统。针对该问题,采用基于布里渊光时域反射(BOTDR)技术进行海底电缆实时在线监测,利用海底电缆复合光纤作为传感元件,该监测方法不仅可以监测海底电缆沿线每一点的温度分布,还可以测量海底电缆所受外力的情况。在理论分析以及对G.652光纤进行温度和应变系数标定的基础上,在国内外首次将BOTDR技术应用到真实海底电缆在线监测,并将BOTDR系统、船舶自动识别系统和视频监控系统相结合,设计并实现了110 kV三相单芯高压光电复合海缆的三维立体在线监测系统,且详细分析了BOTDR测试获取的海缆温度和应变数据。该系统不仅可以实现海底电缆运行状态的实时在线监测,还可以对引起海缆故障的肇事船舶进行录像、定位和确认,为事故赔偿奠定了坚实基础。在福建省电力公司12个月的良好稳定运行及数据初步分析结果表明了本系统的有效性。 展开更多
关键词 布里渊光时域反射 海底电缆 三维立体监测 应变 温度 自动识别系统 视频监控
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基坑工程BOTDR分布式光纤监测技术研究 被引量:22
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作者 隋海波 施斌 +3 位作者 张丹 魏广庆 朴春德 王宝军 《防灾减灾工程学报》 CSCD 2008年第2期184-191,共8页
围护体系的加固质量对基坑工程、基坑周边环境和地下管线的变形和稳定性具有重要影响。通过对基坑围护体系和周边环境进行实时、在线监测分析,可掌握基坑变形的发展动态,对基坑失稳破坏进行预警。分布式光纤传感技术与常规监测方法相比... 围护体系的加固质量对基坑工程、基坑周边环境和地下管线的变形和稳定性具有重要影响。通过对基坑围护体系和周边环境进行实时、在线监测分析,可掌握基坑变形的发展动态,对基坑失稳破坏进行预警。分布式光纤传感技术与常规监测方法相比具有很大的优越性,如分布式、长距离、实时性和长期稳定性等,可满足基坑工程安全监测和基坑失稳早期预警的要求。本文对布里渊光时域反射计(BOTDR)的测量原理进行了介绍,设计了一套基于BOTDR的新型基坑工程分布式监测系统,详细阐述了工程应用中传感光纤的布设方法、光纤保护和温度补偿技术等。以实际工程为例,对基坑工程分布式变形监测结果进行了分析。监测结果表明,基于BOTDR技术的基坑分布式光纤监测系统能够准确地反映基坑工程的变形情况,具有显著的优越性,可用于基坑工程稳定性的监测和失稳预报。 展开更多
关键词 围护体系 布里渊光时域反射计(BOTDR) 变形监测 分布式监测
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分布式光纤传感器监测预应力锚索应力状态的试验研究 被引量:15
15
作者 高俊启 施斌 +3 位作者 张巍 朱虹 徐洪钟 张丹 《岩石力学与工程学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2005年第A02期5604-5610,共7页
对预应力锚索应力分布状态的监测一直是岩土预应力锚固工程中的难题之一,而布里渊光时域反射计(BOTDR)光纤应变传感技术是一项新型光电监测技术,可对光纤及其附着支护表面的轴向应变实现分布式监测,因此研究如何将其应用于岩土工程预应... 对预应力锚索应力分布状态的监测一直是岩土预应力锚固工程中的难题之一,而布里渊光时域反射计(BOTDR)光纤应变传感技术是一项新型光电监测技术,可对光纤及其附着支护表面的轴向应变实现分布式监测,因此研究如何将其应用于岩土工程预应力锚固体系的应力监测具有重要的理论意义与工程价值。分别对1根钢铰线锚索与3根基纶纤维增强复合塑料(AFRP)锚索进行了应力状态监测试验,分布式应变采样点最小间距为5 cm。测试结果表明,分布式光纤传感器具有较高的测量精度,光纤传感器与应变计测量结果之间的相对误差小于3.8%。在张拉锚固阶段,1根钢铰线锚索的预应力损失为8.8%,3根AFRP锚索的预应力损失小于6.08%;30 d后钢铰线锚索预应力损失为11.1%,AFRP锚索预应力损失小于10.3%。由此可见,将BOTDR分布式光纤传感技术应用于岩土工程预应力锚索的应力分布状态监测具有广阔的前景。 展开更多
关键词 布里渊光时域反射计 分布式光纤传感器 预应力锚索 应力监测 基纶纤维增强复合塑料
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BOTDR技术在边坡表面变形监测中的应用 被引量:10
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作者 刘永莉 尚岳全 于洋 《吉林大学学报(地球科学版)》 EI CAS CSCD 北大核心 2011年第3期777-783,共7页
针对普通监测手段和技术应用上的不足,采用BOTDR技术监测坡体表面变形发展。分析了监测实施过程中光纤传感器的固定及温度补偿问题,介绍了BOTDR在浙江省龙丽高速公路官家滑坡中的铺设手段。根据官家滑坡的工程环境特点,在坡体上采用植... 针对普通监测手段和技术应用上的不足,采用BOTDR技术监测坡体表面变形发展。分析了监测实施过程中光纤传感器的固定及温度补偿问题,介绍了BOTDR在浙江省龙丽高速公路官家滑坡中的铺设手段。根据官家滑坡的工程环境特点,在坡体上采用植入式固定方式;前缘坡面布设光纤时,引入准分布式监测理念,使用专用夹具定点固定光纤。现场监测结果表明:植入式固定方式,宜选用外径较小的紧套光纤,能使其较好地保持同步协调变形,且光纤因护套影响小而灵敏性较高;定点固定方式,易选用外径较大的光纤,适宜于坡面监测环境。植入式固定方式,若坡体内温度场变化较小,可不进行温度补偿;若坡面温度变化较大,可选取与监测环境温度场相似区布设松套光纤进行温度补偿。对监测过程中实施光纤的固定及温度补偿手段进行了改进讨论。 展开更多
关键词 边坡变形 BOTDR 监测 固定 同步协调变形 温度补偿
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基于布里渊光时域反射计的紧套型OPGW覆冰厚度监测 被引量:8
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作者 李浩 王峰 +4 位作者 周霄 袁新宇 李时宜 张益昕 张旭苹 《光子学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2021年第11期72-79,共8页
为了获取一个档距内更精细的覆冰厚度分布,针对紧套型光纤复合架空地线(OPGW),提出了一种基于布里渊光时域反射计分布式应变传感能力的覆冰监测技术,并通过实验进行了验证。测量得到OPGW的应变分布,通过力学分析将应变分布转换为重量分... 为了获取一个档距内更精细的覆冰厚度分布,针对紧套型光纤复合架空地线(OPGW),提出了一种基于布里渊光时域反射计分布式应变传感能力的覆冰监测技术,并通过实验进行了验证。测量得到OPGW的应变分布,通过力学分析将应变分布转换为重量分布,进而换算得到具体的覆冰厚度分布。在悬空光缆的模拟实验中,针对均匀负重5 kg和2.5 kg的实验结果误差分别为2.27%和15.77%,验证了此方法的有效性。误差分析表明在实际中OPGW具有更长跨距的情况下,采用较大的空间分辨率可以提高应变测量精度,改善本方法对覆冰分布的测量效果。 展开更多
关键词 光纤复合架空地线 覆冰监测 分布式光纤传感 布里渊光时域反射计 应变测量
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基于分布式光纤技术的煤矿巷道顶板监测系统 被引量:15
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作者 侯公羽 胡涛 +4 位作者 徐桂城 马占彪 梁海平 王顺光 郑纲 《工矿自动化》 北大核心 2020年第1期1-6,共6页
当前巷道顶板变形监测方式为基于井下工业环网的在线实时监测,采用电子式和光纤光栅式的位移传感器并以无线方式连接,存在有较多监测盲点、误差较大、依靠连续供电等问题。针对上述问题,设计了一种基于分布式光纤技术的煤矿巷道顶板监... 当前巷道顶板变形监测方式为基于井下工业环网的在线实时监测,采用电子式和光纤光栅式的位移传感器并以无线方式连接,存在有较多监测盲点、误差较大、依靠连续供电等问题。针对上述问题,设计了一种基于分布式光纤技术的煤矿巷道顶板监测系统。该系统以布里渊光时域反射计(BOTDR)作为数据采集和分析的核心监测工具,采用5 mm钢绞线光纤作为感测光纤,以锚杆、锚索为固定点布设光缆,通过顶板光纤的应变变化来监测顶板变形状况,实现了对煤矿巷道顶板的实时在线分布式监测。现场应用结果表明,光纤应变变化能够实时准确地反映顶板变形情况,基于光纤应变的顶板监测结果与顶板离层仪监测结果、十字法观测结果一致。用光纤应变表征顶板变形程度消除了人为因素和断电等影响,保证了监测结果的客观性,这种长距离、耐腐蚀、抗干扰、无需供电的分布式光纤应变监测方式为煤矿提供了一种全新的巷道监测手段。 展开更多
关键词 巷道顶板监测 顶板变形 分布式光纤技术 光纤应变 布里渊光时域反射计 钢绞线光纤
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BOTDR的已敷设传感光纤温度和应变区分测量方法 被引量:7
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作者 吕安强 李永倩 +1 位作者 李静 刘征 《红外与激光工程》 EI CSCD 北大核心 2015年第10期2952-2958,共7页
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,... 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±110με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。 展开更多
关键词 温度和应变区分测量 布里渊光时域反射计 已敷设光纤 归一化 布里渊功率分布初值
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基于拉伸装置的光纤应变系数标定及误差分析 被引量:4
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作者 闫继送 袁明 +1 位作者 张志辉 王东升 《光电工程》 CAS CSCD 北大核心 2014年第1期23-28,共6页
在分布式光纤传感系统中,由于生产厂家、材料、掺杂及生产工艺等的不同,传感光纤的折射率、应变系数及温度系数等基本参量各有差异,在投入使用前必须对其进行标定。提出了基于拉伸装置标定光纤应变系数的方法并系统地进行了误差分析。采... 在分布式光纤传感系统中,由于生产厂家、材料、掺杂及生产工艺等的不同,传感光纤的折射率、应变系数及温度系数等基本参量各有差异,在投入使用前必须对其进行标定。提出了基于拉伸装置标定光纤应变系数的方法并系统地进行了误差分析。采用G.652单模光纤,针对不同初始长度进行了多次标定实验,标定的应变系数在0.050 2~0.051 2(MHz/με)之间,重复性好。通过BOTDR验证,实测应变值与理论计算结果吻合的得较好。实验结果表明:该标定方法切实可行、易于实现,既可用于对光纤传感系统的标定,也能用于BOTDR在生产过程中的应变校准。 展开更多
关键词 分布式光纤传感 应变系数标定 光纤拉伸装置 布里渊光时域反射计(BOTDR)
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