基于相干检测的偏振光时域反射光纤振动传感系统

提出将相干检测技术和偏振光时域反射技术POTDR(Polarization Optical Time Domain Reflectometry)相结合,利用相干检测技术的高探测灵敏度和偏振光时域反射技术中偏振态对外界环境敏感的特点,实现光纤分布式传感,测量微弱振动信号并实现定位功能。首先分别介绍了相干检测技术及其与POTDR相结合的相关原理,分析可行性,然后提出实验测试方案并搭建了测试系统。实验结果表明,基于相干检测技术的POTDR传感系统能成功地实现振动信号的探测和振动点的定位功能,这对于光纤分布式传感系统的进一步发展具有重要意义。

基于偏振光时域反射技术的分布式光纤传感器

首先介绍了偏振光时域反射技术(POTDR)的基本原理及发展现状,并重点介绍了几种典型调制效应(电光效应、Faraday效应以及弹光效应)的基本原理及其在POTDR分布式光纤传感器中的主要应用模式,以及POTDR分布式光纤传感器对现代监测系统的意义。最后,提出POTDR光纤传感器在实际应用中存在的问题与不足,并对其应用前景和发展方向进行了展望。

增强偏振光时域反射计灵敏度的光缆布设方案研究

偏振光时域反射计(POTDR)通过探测光纤中光波偏振态的变化,可实现对光纤所受扰动的分布式测量,在周界安防领域有巨大的应用潜力。外界扰动在光纤上的作用方式对POTDR的灵敏度有重要的影响。在传统POTDR的基础上,研究了光缆的布线方式对传感系统灵敏度的影响,通过分析对比外界作用力与光纤感生双折射之间的关系,设计了两种可以提高POTDR传感灵敏度的布线方案。实验结果表明,以一般的平直式布线方式为对照,在同样的外界扰动影响下,本文提出的两种光缆布线方案,均可极大提高POTDR的传感灵敏度,对扰动事件的报警率从50%提高到了90%以上。

偏振光时域反射技术在电缆状态监测中的应用

针对目前电缆故障引起的频繁停电维修影响了人们正常生活的问题,提出了一种基于偏振光时域反射仪分布式光纤传感技术的电缆安全状态监测系统,该系统通过计算差值图的峰度系数来衡量曲线变化的陡峭程度,从而进行入侵点的判断。实验表明,系统工作于1μs的脉冲宽度时对扰动位置的判断误差低于100m。通过设置合适的振铃宽度,可以将误报率降至0.5%以下。在不同的电缆长度和电缆布置环境情况下,能够通过对系统参数的配置来满足使用需求。

基于Ф-OTDR和POTDR结合的分布式光纤微扰传感系统

提出了一种ф-OTDR和POTDR相结合的分布式光纤微扰传感系统.该系统将窄线宽DFB激光器作为传感光源同时应用到ф-OTDR和POTDR中,在不增加成本的前提下使两种系统合为一体,可同时检测传输光脉冲的相位和偏振态的变化,并使它们并行运行以提高传感系统对微扰远程定位检测的准确度,从而大幅减小误判率和漏报率.同时采用小波分析的方法来降低传感信号的噪音以进行后续的处理.实验结果表明,传感系统在14km处获得具有较高信噪比的扰动信号,同时系统的空间分辨率也达到了50m.

POTDR分布式光纤传感及其在安防监测中的应用

提出了一种基于偏振光时域反射计分布式光纤传感技术的新型安防监测系统.该系统使用偏振分束器获取到具有正交偏振态的两路偏振光时域反射计信号,对比验证以确认是否出现了造成偏振态变化的扰动,提高了系统对扰动远程定位检测的准确度,大幅度减小了误判率和漏报率.同时在偏振光时域反射计系统的扰动探测中创造性的采用差值法和相对坐标相结合的方法,首次可以明显并且直观地检测和定位偏振光时域反射计系统中的扰动.最后采用Visual C++开发了一套实时的数据采集与处理软件.实验结果表明该系统具有较高的灵敏度,并在2km和14km处获取到具有较高信噪比的扰动信号.

POTDR分布式光纤传感器

利用偏振光时域反射技术,设计了POTDR分布式光纤传感系统。实验表明:光纤未受力时,光纤中传输光偏振态的两正交模式的强度大小相反;受力时,在施力点两正交模式产生模式耦合。实验中为了将偏振信息的两模式完全分开探测,设计了高消光比偏振分束器,消光比接近50 dB;实验中采用多次测量取平均法,提高了信噪比。