光纤分布式布里渊散射传感技术的发展

随着对光纤中非线性效应的不断研究,布里渊散射由于可以同时测量外界环境的温度和应变且测量范围与测量精度均较高,使得其在光纤分布式传感领域得到了广泛的重视和研究.本文介绍了光纤布里渊散射的传感原理,综述了基于布里渊光时域反射、布里渊光时域分析和布里渊光频域分析的光纤分布式传感技术的原理及进展,最后从用户需求方面对光纤分布式布里渊散射传感技术的未来发展方向进行了展望.     

分布式光纤测温技术在电缆温度监测中的应用

分布式光纤测温系统在电力行业电缆温度监测中发挥着重要的作用。本文介绍了光纤拉曼散射测温基本原理和基于光时域反射（OTDR）定位原理。以青岛供电公司二回三相4km长电缆温度监测工程为例,介绍了光缆的选择、系统功能和监测情况。经综合分析,系统温度精度为±1℃,距离定位精度±2m,为电缆温度实时监测和输电安全提供了科学依据。     

基于喇曼散射的分布式光纤温度检测系统的研究

本文综述了当前基于后向散射的分布式光纤温度检测系统的理论基础,分别是基于后向喇曼散射、后向布里渊散射和后向瑞利散射类型的传感器.分析了目前研究较多最为成熟的基于喇曼散射的分布式光纤测温系统,根据对光纤传感器中弱光信号特点的研究,指出在保证温度分辨率的前提下缩短系统温度响应时间的方法,改善了系统的信噪比,提高了系统的实用性.     

基于超结构光纤光栅的自发布里渊散射检测系统设计与实现

为解决光纤背向散射信号中自发布里渊散射信号提取困难的问题,针对自发布里渊散射信号的频谱特点,设计并制作了一种双峰、波长可调结构的超结构光纤光栅滤波器。该滤波器具有滤波抑制比高、滚降特性好、线宽窄、中心波长可调、插损低、稳定性高等特点。通过两级超结构光纤光栅的级联,对瑞利散射信号的抑制达到约30 dB,可以把自发布里渊散射信号的2个峰同时提取出来。在此基础上,搭建了基于布里渊散射技术的全分布式光纤传感实验系统,对长度约为32 km的传感光纤进行了实验测量,在对被测光纤上长度为130、150 m的两段光纤分别施加1200μ,ε温度变化20°C时,系统较清楚地显示出应力、温度对被测光纤的作用效果。测量结果表明,该系统可以实现光纤温度及应力的变化监测。     

分布式光纤传感数据采集系统设计

基于拉曼散射温度效应和光时域反射技术,设计了100 MHz高速数据采集系统SDLaser_DAQ600,实现对空间环境温度场测量。在数据采集系统中利用现场可编程逻辑门阵列(FPGA),采用实时累加平均算法对原始光纤传感信号进行累加平均,支持10 km光纤实时采样,空间分辨率达到1 m。实验结果表明,65 536次数据累加平均可以得到平滑的斯托克斯和反斯托克斯曲线,使光纤传感信号的信噪比提高到90 d B以上,能够为分布式温度测量提供良好的数据支持。     

基于DSP的分布式光纤测温系统

研究基于DSP的分布式光纤测温系统,介绍了拉曼(Raman)散射分布式光纤测温的原理,及基于DSP的分布式光纤测温系统的结构。     

基于FPGA的分布式光纤传感器的系统搭建

本文首先通过介绍光纤中瑞利散射和受激布里渊散射(Stimulated Brillouin Scattering,SBS)原理,然后分析了光纤中的后向瑞利散射光功率和SBS信号光功率与温度和应变的关系,最后基于上述原理和分析搭建了一个基于FPGA的分布式光纤传感器系统。     

基于布里渊散射的分布式光纤传感技术

阐述了基于布里渊散射分布式光纤传感技术的原理和分类,简要介绍了BOTDR(布里渊光时域反射)、BOTDA(布里渊光时域分析)、BOCDA(布里渊光相干域分析技术)、BOCDR(布里渊光相干域反射技术)、BOFDA(布里渊光频域分析技术)原理及应用进展。     

30TDR分布式光纤传感技术在冶金设备变形及温度监测中的可行性研究

本文介绍了基于BOTDR的分布式光纤传感技术和BOTDR应变和温度传感技术的基本原理。讨论了BOTDR光纤传感技术应用于冶金设备变形和温度监测中的可行性和要解决的问题。     

OTDR原理及其应用

介绍了OTDR的测试原理和基于OTDR的分布式光纤传感器的传感原理,总结了它们在各个领域的应用情况,并指出了未来的发展趋势。     

大型三维混凝土结构温度场的光纤监测技术

以中国广西红水河乐滩水电站工程为背景、以光纤分布式温度测量系统为手段，研究了3号机组常态混凝土浇筑过程混凝土结构三维温度场的变化．首先，验证了光纤分布式温度测量系统成果的可靠性和准确性；其次，埋设不锈钢铠装传感光缆2km，共10个不同高程的层面，研究了常态混凝土水化热的释放过程、冷却水管的作用效果、温度随混凝土浇筑层厚度等的变化而变化的规律．     

基于布里渊放大结构的分布式光纤温度传感技术的研究

阐述了一种基于布里渊放大结构的分布式光纤温度传感技术,该技术利用了光纤中布里渊频移与温度的依赖关系。本文从传感光纤的结构特点和材料的物性系数出发,在理论上证明了光纤温度与布里渊频移量之间存在线性关系。基于此传感技术建立了一实验系统。测试数据证明了理论分析的正确性。     

Temperature Dependence of the Spontaneous Brillouin Scattering Spectrum in Microstructure Fiber with Small Core

The almost equal height dual peak spontaneous Brillouin scattering spectrum of a piece of microstructure fiber with a small core was investigated at various temperatures using the heterodyne method. The central frequencies of the two peaks increase linearly with increasing temperature with temperature coefficients of 1.05 MHz/℃ and 1.13 MHz/℃. The height difference between the two peaks decreases linearly with a coefficient of-0.06 dB/℃. The results show that microstructure fibers with a small core have great potential for fiber Brillouin distributed sensing.     

鱼跳电站混凝土面板裂缝的光纤监测分析

光纤传感技术监测混凝土面板裂缝，主要应用光纤的后向散射光或前向散射光损耗时域检测技术，通过显示损耗与光纤长度的关系，检测外界信号场分布于传感光纤上的扰动信号。分布式光纤传感技术在鱼跳电站混凝土面板坝石坝上的应用，首次进行了光纤与混凝土面板浇筑同期埋设新工艺的探索，通过后期监测部分虿果的分析，取得了较好的效果。显示了光纤传感技术在混凝土面板监测中的重要意义，为深入研究光纤传感技术提供了可喜的经验。     

新一代光纤智能传感网与关键器件基础研究进展

天津大学在973计划项目的资助下,开展了光纤传感技术相关研究.其主要内容包括设计了基于光子晶体光纤的填充银线的PCF-SPR传感器,最佳灵敏度为2 400 nm/RIU;设计了一种基于液芯光子晶体光纤的PBG-PCF温度传感器,传感器的最高分辨率为4×10³ nm/RIU;设计了基于甲苯-氯仿混合溶液填充的光子晶体光纤可调谐热敏光开关,通过改变溶液配比实现不同温度跃变点;构建了基于光微流体理论的3种结构模型,并针对模式场分布及磁场探测展开了研究;构建了基于L波断掺饵光纤放大器的光纤内腔气体传感系统,其绝对误差小于0.04%;针对传感器结构、解调光路、解调算法,设计并优化了F-P传感系统;提出了针对光纤传感网的评估鲁棒性模型,开展了梳状暗调谐光源技术和OFDR技术在光纤传感网检测方面的研究.     

分布式光纤声波地震波勘探技术

随着常规和易采油气资源日渐减少,勘探开发复杂地质油气资源,对降低我国油气对外依存度,保障国家能源安全发挥着越来越重要的作用。复杂地质油气藏具有储层更薄、更深,非均质性更强等特性,现有地震波检测技术难以实现有效勘探。设计了一种用于油气地震波勘探开发的分布式光纤声波监测系统,使用光缆作为传感器来检测声音信号,采用基于背向瑞利散射的相位调制解调技术,实现了10 m的空间分辨率、-145.35 dB的声压灵敏度的测试,并进行了地震弹炮实地勘探,完成了地震波信号采集处理,获得了清晰的地层反演信息。     

光纤传感技术在油田开发中的应用进展

相对于传统电学传感器,光纤传感器具有体积小、灵敏度高、耐酸碱腐蚀、抗电磁干扰能力强、不产生电火花以及可实现分布式、实时在线、永久性监测等特点,得到了众多科研工作者的广泛关注,并在油田开发中获得了广泛应用。对应用于油田开发中的光纤传感技术的原理和发展现状进行了介绍,主要包括用于温度、压力、流场、声波、应力等方面检测的光纤传感技术。阐述了各种光纤传感技术在油田开发中的具体应用,通过对各传感技术的优缺点进行分析,并与现有的传统传感技术比较,指出了光纤传感技术在油田开发应用中的巨大优势和广阔前景,并对光纤传感技术在油田勘探和开发中的进一步的应用和发展进行了展望。