基于光频域反射技术的超弱反射光纤光栅传感技术研究

光纤光栅传感技术近年来的快速发展对复用容量和空间分辨率提出了更高的要求。采用超弱反射光纤光栅（FBG）结合光频域反射技术（OFDR）,实现了大容量、高空间分辨率的准分布式光纤光栅传感网络的解调。通过对拍频信号分离的优化和非线性矫正,利用拍频信号的频谱信息,实现了高空间分辨率的光纤光栅位置信息的提取,并进行各个光栅拍频信号时域上的分离,再结合希尔伯特变换还原光栅的反射光谱信息,实现光栅的波长解调。实现了单根光纤上200个间隔为20 mm、中心波长为1552.8 nm、反射率仅为0.1%的全同超弱反射光纤光栅的解调。实验结果表明,在-10℃~80℃的温度范围内,各个光栅的中心波长随温度变化的线性度达到99.6%以上。

滑坡光纤神经感测系统:技术与应用

滑坡灾害在我国分布广泛,实施有效的监测预警和风险管理措施是该领域防灾减灾的关键。近几十年来,分布式光纤传感技术(distributed fiber optic sensing,简称DFOS)在滑坡监测领域取得了显著进展,相较于常规监测方法具有分布式、长距离、大量程和多参量监测的优势。首先介绍了几种有代表性的光纤传感技术,提出滑坡光纤神经感测系统的概念,并详细阐述了各类光纤传感器的工作原理及其布设工法。在此基础上,介绍了2个利用超弱反射光纤布拉格光栅(ultra-weak fiber Bragg grating,简称UWFBG)监测技术的典型滑坡案例,并进一步讨论了当前存在的技术瓶颈。案例分析结果表明,光纤神经感测系统能实现远程、实时、高精度的地下多参量数据采集,可准确探测潜在滑面及其他关键界面位置,界面处的多物理量变化为揭示滑坡地下演化过程提供了重要的数据支持,为滑坡预测预警提供了新的思路。