波兰瑞兹恩斯基大桥新增分布式光纤传感器

波兰瑞兹恩斯基大桥(Redziński Bridge,见图1)2011年8月通车,是弗罗茨瓦夫市绕城公路上最大的桥梁,采用跨径布置(50+256+256+50)m的半飘浮体系独塔斜拉桥跨越奥德拉河。该桥分左、右两幅,单幅桥宽9.24 m,斜拉索采用标准抗拉强度1860 MPa的钢绞线斜拉索,共160根,索长67~265 m。桥塔为H形混凝土塔,高122 m,下塔柱内倾以减小基础尺寸。混凝土承台平面尺寸67.4 m×28 m,基础采用160根Φ1.5 m钢筋混凝土钻孔桩,桩长18 m。桥塔下横梁采用预应力混凝土结构,截面为矩形,高2.5 m、宽4 m。

基于BOTDA的分布式光纤漏油传感器

研究了一种发泡硅胶基底的分布式光纤布里渊光散射油敏传感器,可在分钟量级发现小规模漏油事件,可用于长距离输油管线、油库等场所的漏油实时监测。将光纤埋敷于油敏材料中沿模拟输油管线铺设,用布里渊光时域分析仪(BOTDA)实时监测光纤中布里渊频移,可快速发现并定位漏油事件。实验证明了该技术的可行性,能够在20 min内准确定位小规模漏油事件。

分布式光纤传感器在后处理厂中的应用综述

文章对分布式光纤传感器(DFOS)的基本原理、分类及其在后处理厂中的潜在应用场景进行了介绍。通过分析基于瑞利散射的光频域反射技术、基于拉曼散射的光时域反射技术和基于布里渊散射的光时域反射技术的特点和优势,展示了分布式光纤传感器在后处理厂中实时监测温度分布、机器振动振幅、长结构应力分布等物理量方面的应用潜力。同时,也探讨了DFOS技术的国内外应用现状,指出了现有技术的挑战和未来的改进方向,以期提高后处理厂的监测水平,保障人员和设备的安全,促进分布式光纤传感技术在地震监测、环境监测等领域的应用发展。

油气管线泄漏监测分布式光纤传感器的研究

提出了一种长距离油气管线泄漏在线监测的分布式光纤传感器.在油气管线附近并行铺设一条光缆,利用光纤作为传感器,拾取由油气管线泄漏、附近机械施工和人为破坏等事件产生的压力和振动信号.在实验室中,把工作窗口为1310nm、芯径为50/125μm的多模光纤作为传感光纤,在0 6MPa泄漏气流的作用下进行了实验.在光入射端,用光时域反射计对上述事件引发的损耗进行定位;在光输出端,用光功率计检测光功率的变化,并根据信号特征来判定事件的类型.研究结果表明,分布式光纤传感器可以对长达几十公里的管线泄漏进行监测,且定位精度在几十米之内.因此,分布式光纤传感器可用于远距离油气管线泄漏的实时在线监测.

基于BOTDR的分布式光纤传感器标定实验研究

针对基于布里渊散射原理的分布式传感光纤的标定问题,本文研发了一套分布式传感光纤标定系统。利用BOTDR测量仪器,可以标定分布式传感光纤的应变系数和温度系数,并获得=900μm的尼龙紧套单模传感光纤的温度系数和应变系数:分别为2.99 MHz/℃和0.05MHz/με;同时获得BOTDR实测值与真实应变的关系曲线,其相关系数大于0.995。该结果证明,普通通讯用紧套单模光纤可以用作分布式传感光纤,文中的标定方法及标定结果可为分布式传感光纤研究提供重要的研究手段及研究依据。

基于喇曼散射的分布式光纤温度传感器的温度修正

结合基于喇曼散射的分布式光纤温度传感器的基本原理及温度解调过程,研究和分析了温度测量产生误差的主要原因.采用拟合修正的方法来解决斯托克斯光和反斯托克斯光传输损耗差异以及光纤弯曲、应力等附加损耗对系统的影响;采集光纤起始端同一位置3个不同温度的信号值求解非线性方程组,实现了对探测器暗电流引起的测量误差的修正.实验结果表明:经过修正的传感器在900m位置的温度测量误差平均值从8.0℃降到0.37℃,整条光纤的温度测量误差平均值≤±0.6℃.

基于拉曼光谱散射的新型分布式光纤温度传感器及应用

介绍了分布式光纤拉曼温度传感器(DTS)的基本原理、发展趋势和工程应用研究状况,研究了分布式光纤拉曼温度传感器的关键技术,全面提升了DTS的性能。将拉曼放大技术应用于DTS系统,用拉曼增益部分抵偿光纤的传输损耗,使系统的传感长度达到50km;对脉冲激光器进行211位循环编码,在接收时采用相关运算解调,显著提高系统的信噪比,使测温不确定度达到1℃;采用双波长自校正技术提高了系统的空间分辨率,达到2m;在DTS系统中嵌入光开关,使测温通道成倍扩展,有效延伸了传感光纤的总长度,组成光纤传感网络。

BOTDR分布式光纤传感器及其在结构健康监测中的应用

分布式光纤传感器与传统的传感器相比具有很大的优越性,已经成为传感器领域的研究热点。其中,基于布里渊散射原理的布里渊光时域反射计(BOTDR)是一个重要的发展方向。本文在介绍了BOTDR的测量原理的基础上,设计了一个钢筋的三点弯试验,由BOTDR检测钢筋的上、下表面的应变分布,通过与有限元计算结果的对比,说明了BOTDR可以比较真实地得到结构物的应变分布,将BOTDR用于结构变形的健康监测是完全可行的。

分布式光纤传感器用于桥梁和路面的健康监测

介绍了两类先进的分布式光纤传感器技术,即光纤光栅(FBG)和布里渊光时域反射计(BOTDR);分别在 T型RC简支梁和连续配筋混凝土路面(CRCP)中布置了FBG和BOTDR分布式光纤传感系统,对简支梁混凝土动、静应变以及路面板中连续钢筋和混凝土应变进行了实时监测。研究结果表明,FBG和 BOTDR在桥梁和路面等一些土木工程结构的健康监测中具有重要的应用前景。

分布式光纤温度传感器的研究与进展

本文综述采用散射光方法的分布式光纤温度传感器技术的基本原理、常用结构及发展动态，并描述了这项技术的最新进展。

基于布里渊散射的分布式光纤传感器的进展

目的 介绍了基于布里渊散射的分布式光纤传感器的当前进展及趋势 .方法 给出了基于布里渊散射的分布式光纤传感器的原理 ,介绍了基于光纤光时域反射的 BOTDR和 BOTDA的分布式光纤传感器 ,以及基于自发布里渊散射的同时测试应变和温度分布式光纤传感器 ,并指出了遇到的问题 .结果 使读者详细了解基于布里渊散射的分布式光纤传感器当前进展及发展趋势 .结论 基于布里渊散射的分布式光纤传感器继承了分布式光纤传感器的优点 ,并使测试的范围增大 ,可测信息种类增多 ,精度更高 .

基于空间域差分的φ-OTDR光纤分布式扰动传感器定位方法研究

针对φ-OTDR光纤分布式扰动传感器偏振衰落导致漏报的问题,提出了一种基于空间域差分的定位方法。在不增加光路器件的情况下,在空间域对探测光强进行差分处理,与现有时域定位方法相结合,通过在时域和空间域分别设置报警阈值,可以有效抑制偏振衰落导致的漏报。对提出的定位方法进行了实验验证,在空间分辨率为50 m、光纤长度为25.05 km的条件下进行多次实验测试,与现有单一时域定位方法相比,漏报率从18.5%降低到2%,报警准确率从76%提高至89%。该研究工作可以为优化和提高φ-OTDR光纤分布式扰动传感器在实际应用中的技术性能提供理论指导和技术参考。

全分布式光纤温度传感器研究的进展及趋势

综述了基于光时域反射和光频域反射的分布式温度光纤传感器的原理、技术以及最新的研究进展 ,并在此基础上分析了温度光纤传感器的发展趋势。

分布式光纤传感器在管道泄漏监测中的应用

提出了一种利用分布式光纤传感器对输送管道泄漏进行实时监测的技术 .输送管道发生泄漏、管道附近的机械施工和人为破坏等事件产生的振动、压力或温度变化信号作用于光纤时 ,光波在光纤中传输时产生的损耗具有不同的信号特征 .分布式光纤传感器可以同时获取损耗的空间分布及其随时间的变化 .在入射端利用光时域反射技术和在输出端利用光功率检测 ,可实现光纤上各点静态与动态损耗的测量和定位 .计算机通过对数据进行分析和融合 ,根据信号特征判断并准确定位管道泄漏等事件的发生 。

基于Sagnac组合型干涉仪的光纤分布式扰动传感器(英文)

提出并研究了基于Sagnac组合型干涉仪的光纤分布式扰动传感器。扰动作用在传感光纤上引起传输光波相位的变化,可以通过Sagnac干涉仪进行检测。所提出的光纤传感器包括三个Sagnac干涉仪,它们共用一个宽带光源(BBS),并通过两个光电探测器(PD)检测干涉信号。由于宽谱光源的相干长度很短,因此只有经历相同路径的两束光会发生干涉,这样的路径存在三条。其中一个光电探测器检测有着相同环路长度的两个Sagnac干涉仪的信号之和,另一个光电探测器检测由法拉第旋光镜和传感光纤组成的干涉仪中的干涉光强。通过对探测器接收到的信号进行数学运算可以对扰动进行定位。实验结果表明,所提出的传感器可以检测并定位扰动。10次实验的最大定位误差为370 m,平均定位误差为270 m。

分布式光纤传感器应变传递性能分析及试验研究

分布式光纤传感技术是一种新型光电监测技术,可实现应变、温度的长距离分布式检测,适用于土木工程结构的健康监测。应变量测的准确性是进行结构健康诊断和评估的关键,其中影响分布式光纤传感技术应变测量精度的因素除了设备自身性能,还与感应结构应变信号的分布式光纤传感器的应变传递性能有关。从理论上分析了传感光纤特性、粘结剂物理性质、传感器结构特征对分布式光纤传感器应变传递性能的影响,并通过传感器标定试验对各影响因素进行了定量分析。结果表明,理论分析和试验研究均有效揭示了分布式光纤传感器应变传递性能同各物理参数之间的关系,可为工程应用中传感器的优化设计进行指导。

采用智能温度补偿电路的分布式光纤喇曼温度传感器

采用一种智能温度补偿电路对雪崩光电二极管的反偏电压进行温度补偿,抵消环境温度对雪崩光电二极管的影响,从而大大降低了系统的温度漂移.采用该温度补偿电路的系统可在0℃到60℃的环境温度范围内将温漂引起的测量偏差控制在±0.1℃之内.和传统的恒温装置相比,采用该温度补偿电路可有效地降低系统的功耗和成本.相对采用热敏电阻的温度补偿电路,该温度补偿电路的温度补偿线性更好,补偿系数设置更灵活.

常用分布式光纤传感器性能比较

分布式光纤传感器在温度、结构健康检测及通信光缆故障诊断方面发挥着越来越大的作用。分布式光纤传感器种类有很多种,不同种类其测量原理和测试精度、范围等参数也不同。文章对九种常用的分布式光纤传感器作了介绍,并给出了一些商品化仪器的参数,最后将它们的优缺点进行了比较。

分布式光纤喇曼温度传感器的循环解调法

为了抑制温漂噪声积累,瑞利背向散射光窜扰反斯托克斯背向散射光,考虑了最近测量瑞利背散射光曲线解调反斯托克斯背向散射光温度曲线方法,即循环解调方法;该方法提高了系统的测温精度、稳定性,降低了系统的成本.实验结果与理论分析一致,系统的测温精度达±0.05℃.

分布式光纤温度传感器新测温原理的研究

介绍了分布式光纤温度传感器的工作原理和应用状况,分析了光纤中放大的自发拉曼散射现象及其时域特性.提出了一种基于光纤中放大的自发拉曼散射光脉冲信号温度效应的新温度测量原理,并将其应用于分布式光纤传感器系统,进而讨论了基于新测温原理的实验现象和实验数据.