基于BOTDR光纤传感技术的光缆应变测量研究

光缆线路应变监测对于通信系统的安全运行及预警等具有重要的意义。利用光缆内单模光纤中的自发布里渊散射,其频移和外界应变变化呈线性关系,构建布里渊光时域反射传感系统(BOTDR)。对长57m光缆施加拉力,利用BOTDR传感技术,对光缆所承受的拉力进行测量。随着拉力增加,光缆内布里渊频移增加,所测得光纤应变增加,多次测量具有重复性。BOTDR测量结果略小于光缆拉力试验机的测量结果,其误差为1.6%,这是由应力传递引起的。实验结果表明,BOTDR传感技术能够准确的、分布式的实现光缆沿线应变监测,可为通信光缆的机械性能监测供技术支持。

采用BOTDR光纤传感技术的电缆内部温度在线测量研究

为实现光纤复合电缆内部温度的在线测量,利用电缆内部通信用单模光纤中的自发布里渊散射构建了布里渊光时域反射传感系统(BOTDR).基于该系统,通过提取单模光纤每个空间分辨率范围内的中心频率,得到光纤沿线的布里渊频移分布,即可计算得到光纤沿线的温度分布.与热电偶单点测量结果相比,二者温度差别小于2℃,而该方法更适用于长距离复合电缆的温度测量.

基于BOTDR传感技术的架空光缆覆冰监测研究

在线监测架空光缆的覆冰状态对于极端天气条件下电力/通信线缆的安全运行具有重要意义。基于单模光纤中的自发布里渊散射,利用布里渊光时域反射计（BOTDR）分布式光纤传感技术,测量松套型光纤复合地线（OPGW）的受力情况和覆冰状态。当卷扬机所施加的拉力小于线缆额定拉力（RTS）的60%时,缆内光纤布里渊频移不变,不受到应变的影响。当大于RTS的60%时,随着卷扬机拉力增加,布里渊散射的频移增加;在相同的拉力下,随着覆冰厚度的增加,布里渊散射频移增加明显。实验结果表明,BOTDR技术能够在线监测线缆的受力及覆冰状况,该结果可为后继覆冰模型分析提供技术支持。

基于BOTDR布里渊散射的洛伦兹拟合准确度分析

以BOTDR分布式光纤传感系统为研究对象,分析了不同信噪比条件下洛伦兹曲线拟合单个空间分辨率范围内自发布里渊散射信号的准确性。实验结果表明,当系统平均500次时,拟合残差和方差均比平均5次时小一个数量级,拟合均方根差处于同一个数量级,传感光纤的频率波动小7.36MHz。该结论说明BOTDR系统中布里渊散射信号的信噪较高时,洛伦兹曲线拟合的准确性较好。该研究可为BOTDR系统的算法设计及高准确度特征提取提供参考。