光纖分布式聲波傳感技術(shù) 劉德中通信學(xué)院2013010917006 內(nèi)容摘要 聲波屬于物質(zhì)波,其實質(zhì)是質(zhì)點振動、應(yīng)力、壓力等在彈性介質(zhì)中的多樣表現(xiàn)形式。在 聲學(xué)的研究領(lǐng)域中,聲波的產(chǎn)生機制、傳播形式以及檢測方法是會共同涉及的內(nèi)容。目前的 聲波檢測技術(shù)就是利用聲波信號在彈性介質(zhì)內(nèi)的傳播變化實現(xiàn)對檢測目標(biāo)的測探、準(zhǔn)確識別、 定位等。 在光纖傳感領(lǐng)域,當(dāng)前的一個研究熱點就是光纖聲波檢測,它可以用作水聽器,應(yīng)用于海 洋、陸地石油、天然氣勘探輸油管道實時檢測預(yù)警系統(tǒng);也可用作光纖麥克風(fēng),用光纖光柵制 成的聲波傳感探頭基元以光纖光柵的中心波長調(diào)制來獲得傳感信息的,它具有靈敏度高、抗 干擾能力強、全光纖的特點,同時還具有能夠?qū)崿F(xiàn)波分復(fù)用、檢測探頭的微型化等特點。 關(guān)鍵詞：聲波檢測光纖傳感技術(shù)分布式震動傳感布里淵散射 一、技術(shù)原理 （一）基于光纖光柵的傳感器 基于光纖

分布式光纖傳感器PPT課件

分布式光纖傳感器簡介-

分布式光纖傳感器簡介 (2)

分布式光纖傳感原理

報道了一臺適用于分布式光纖傳感的全光纖激光器。激光器基于主振蕩功率放大(mopa)技術(shù),種子光源為半導(dǎo)體激光器,放大器為摻鉺光纖放大器。實現(xiàn)了重復(fù)頻率和脈沖寬度分別獨立可調(diào)的激光輸出,中心波長為1550nm,光譜的3db帶寬小于0.2nm,獲得的最高峰值功率為1.1kw,輸出的激光脈沖中放大自發(fā)輻射(ase)功率分?jǐn)?shù)的最大值低于10%。

收稿日期:2007—12—19 作者簡介:惠戰(zhàn)強(1978—)男,陜西渭南人,碩士,助教,從事信息光學(xué)、光纖通信領(lǐng)域教學(xué)及研究。e-mail:zqhui@opt.ac.cn 分布式光纖傳感器的原理及發(fā)展 惠戰(zhàn)強 (西安郵電學(xué)院電信系,陜西西安710061) 摘　要:從光時域反射儀(otdr)的原理入手,介紹了分布式光纖傳感器的當(dāng)前進展及發(fā)展趨勢,主要 包括基于瑞麗后向散射的傳感器,基于布里淵散射的分布式光纖傳感器,基于拉曼后向散射的溫度傳感 器,以及偏振模耦合分布式光纖傳感器。對其特點及存在的問題進行了比較,并指出了未來發(fā)展方向。 關(guān)鍵詞:分布式光纖傳感器;光時域反射儀;布里淵散射;瑞利散射;偏振模耦合 中圖分類號:tp212.14　文獻標(biāo)識碼:a　文章編號:1008-3871(2008)02

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基于光時域反射技術(shù)(otdr)的原理,建立了拉曼散射分布式光纖多點溫度測量系統(tǒng),提出了一種新型的解調(diào)方法,即循環(huán)解調(diào)方法,用最近已知otdr溫度曲線解調(diào)下一個待測點otdr溫度曲線。通過實驗驗證了理論分析的正確性,該系統(tǒng)能夠抑制溫漂噪聲的積累,防止瑞利背向散射光竄擾反斯托克斯背向散射光,其空間分辨力小于3m,溫度分辨力約為±3℃,時間分辨力不大于3min。

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提出了一種利用布里淵光纖環(huán)形腔移頻技術(shù)實現(xiàn)分布式光纖布里淵傳感的方法.該方法基于布里淵光時域分析法原理,將一束單縱模運轉(zhuǎn)激光器輸出的激光分為兩束;一束光入射布里淵光纖環(huán)形腔中產(chǎn)生窄線寬的受激布里淵散射光作為斯托克斯光,另一束光經(jīng)過低頻相位調(diào)制后作為泵浦光;斯托克斯光和泵浦光分別相向入射進入傳感光纖,通過測量布里淵譜得到光纖溫度或應(yīng)變.利用該方法可將十幾ghz的微波頻率轉(zhuǎn)化為兆赫信號頻率進行探測處理,僅需一臺激光器,因此系統(tǒng)結(jié)構(gòu)簡單、成本低,還可減小激光器頻率波動對測量準(zhǔn)確度的影響.實驗驗證了該方法的可行性.

反射式強度型光纖傳感器可以有各種不同的結(jié)構(gòu),而利用被測物做反射面是其中最簡單、容易實現(xiàn)的一種。文章從多模光纖組合光場的強度分布著手,推導(dǎo)出了光纖傳感器接受光功率與測量距離之間的關(guān)系,而測量距離是由反射鏡到接收光纖端面之間的長度決定的,其目的是為制作光纖傳感器提供理論依據(jù)。

分析了傳統(tǒng)反射式光纖位移傳感器參考光路的缺點，提出了一種不需要分束器或耦合器的新型參考光路，它們具有結(jié)構(gòu)簡單，低成本，易于制作，對光源和光纖，信號處理均無特殊要求，卻能有效地消除不穩(wěn)定因素影響的特點，這種傳感器有實際應(yīng)用的潛力。

光纖光柵傳感器光纖光柵傳感器

提出了一種新型分布式光纖光柵溫度監(jiān)測系統(tǒng),可以實現(xiàn)電纜溫度的實時在線監(jiān)測。基于熱傳導(dǎo)方程和邊界條件的基礎(chǔ)上,采用有限元法對電纜溫度場進行了分析,為監(jiān)測電纜溫度提供了理論依據(jù)。光纖光柵本身不帶電,抗輻射和電磁干擾能力強,耐高壓和腐蝕,非常適合用做高壓電力環(huán)境中的溫度傳感器。通過光纖光柵的溫度特性實驗,在20~100℃的溫度范圍內(nèi),光纖光柵的中心波長隨溫度變化呈良好的線性,線性度達到99.8%。通過對標(biāo)準(zhǔn)的熱電偶溫度傳感器與光纖光柵溫度傳感器的對比實驗,表明該系統(tǒng)測量時間-溫度變化曲線跟隨性好,溫度差均小于1℃,符合電力電纜溫度狀態(tài)在線監(jiān)測的使用要求。

以某型飛機機翼盒段為研究對象,建立了盒段試件的有限元模型,分析外載荷和應(yīng)變分布之間關(guān)系。采用波分復(fù)用形式構(gòu)建了分布式光纖bragg光柵傳感網(wǎng)絡(luò)測量盒段試件的應(yīng)變,設(shè)計了網(wǎng)絡(luò)中光纖傳感器的排布方式,在此基礎(chǔ)上研究了傳感網(wǎng)絡(luò)的溫度補償方法。運用波長監(jiān)測方法對盒段結(jié)構(gòu)承受的不同載荷進行了實驗研究。結(jié)果表明,傳感器的波長偏移與載荷成線性關(guān)系,斜率由于加載點位置的變化而不同。傳感器的最大載荷監(jiān)測靈敏度達3.09pm/n。

分布式光纖傳感技術(shù)的分類與對比 分布式光纖傳感技術(shù)（dofs）采用光纖做傳感介質(zhì)和傳輸信號介質(zhì)，通過測量光纖中 特定散射光的信號來反映光纖自身或所處環(huán)境的應(yīng)變或溫度的變化，一根光纖可實現(xiàn)成百上 千傳感點的分布式傳感測量。因光纖具有尺寸小、重量輕、耐腐蝕、抗輻射抗電磁干擾、方 便布設(shè)等特點，分布式光纖傳感技術(shù)具有傳統(tǒng)傳感器不可比擬的優(yōu)勢，吸引了不少科研工作 者和眾多廠家的關(guān)注，目前，國內(nèi)外都推出了商用化的分布式光纖傳感測量系統(tǒng)，廣泛應(yīng)用 到各個領(lǐng)域。 分布式光纖傳感技術(shù)從光纖中光的散射原理可分為以下三類：基于瑞利散射的分布式光 纖傳感技術(shù)，基于布里淵散射的分布式光纖傳感技術(shù)和基于拉曼散射的分布式光纖傳感技 術(shù)；從光學(xué)信號測試方法的不同又可分為兩類：光時域反射技術(shù)（otdr）和光頻域反射技 術(shù)（ofdr）。三種散射原理的設(shè)備都有otdr技術(shù)的儀器和ofdr技術(shù)的儀器，

分布式光纖傳感技術(shù)在巖土與地質(zhì)工程 中的應(yīng)用研究進展 交通1401楊星皓35 首先分析了光纖傳感技術(shù)的特點，介紹了光纖傳感技術(shù)的市場發(fā) 展趨勢；其次，從巖土與地質(zhì)工程應(yīng)用的角度分別闡述了光纖傳感技 術(shù)在光纖傳感系統(tǒng)的優(yōu)化及光纖傳感器的研制、光纖傳感器標(biāo)定、光 纖傳感器安裝工藝、監(jiān)測數(shù)據(jù)處理４個方面的研究進展，討論了光纖 傳感技術(shù)在工程應(yīng)用中存在的關(guān)鍵技術(shù)問題；最后，結(jié)合研究進展及 應(yīng)用中的關(guān)鍵技術(shù)問題，對光纖傳感技術(shù)的發(fā)展進行了展望，指出了 仍需研究的相關(guān)課題。結(jié)果表明：光纖傳感技術(shù)在巖土與地質(zhì)工程應(yīng) 用領(lǐng)域具有廣闊的前景和技術(shù)優(yōu)勢。 近年來，伴隨中國經(jīng)濟發(fā)展，公路、橋梁、石油、礦山等巖土與 地質(zhì)工程建設(shè)迅速。由于巖土與地質(zhì)工程的設(shè)計基準(zhǔn)期較長，使用環(huán) 境比較惡劣，且受到外界環(huán)境荷載、疲勞效應(yīng)以及腐蝕和材料老化等 不利因素的影響，工程結(jié)構(gòu)將不可避免地產(chǎn)生損傷累

分布式光纖傳感技術(shù)

分布式光纖傳感系統(tǒng)-實用介紹

論分布式光纖傳感技術(shù)及其應(yīng)用 [摘要]分布式光纖傳感技術(shù)，能夠應(yīng)用在船舶行業(yè)， 航天航空行業(yè)，以及電力工業(yè)等，能夠準(zhǔn)確的感知的建筑以 及船舶等溫度以及應(yīng)變等狀況的改變，而可以依據(jù)這些變化 情況，及時的了解相關(guān)的問題，從而解決相關(guān)問題。而分布 式光纖傳感技術(shù)，主要從五個原理進行分析，了解到分布式 的光纖傳感技術(shù)的原理以后，可以進一步的了解分布式光纖 傳感技術(shù)在實際應(yīng)用中的作用。這對于我國研究分布式光纖 傳感技術(shù)以及其應(yīng)用，和未來的發(fā)展方向等起到了一定的作 用。 [關(guān)鍵詞]分布式光纖傳感器；應(yīng)用；后向散射；偏振光； 光干涉 中圖分類號：tp212.14文獻標(biāo)識碼：a文章編號： 1009-914x（2017）16-0342-01 引言：光纖傳感技術(shù)，能夠加快信息的感知和傳輸效率， 尤其是在航天航空，以及工業(yè)等領(lǐng)域之中，使用該傳感技術(shù)， 可以加快了解相關(guān)設(shè)備以及周圍環(huán)境的

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