新型微结构光纤分布式声波传感技术及应用

介绍了一种新型分布式微结构光纤及微结构光纤分布式声波传感技术.通过在普通通信光纤的纤芯采用精密光刻技术连续制备纵向微结构散射单元,形成一种新型分布式微结构光纤（distributed microstructure optical fber,DMOF）.基于这种DMOF研制的微结构光纤分布式声波传感系统（microstructure fber distributed acoustic sensor,MF-DAS）,采用微结构光散射增强,MF-DAS传感信号的信噪比得到大幅提升;通过微结构光纤链路均衡,大幅度降低MF-DAS近远端传感信号差值;提出微结构光时域反射（microstructure opticaltime domain reflection,M-OTDR）时隙分插复用扩频,显著增大了分布式声波探测频响带宽.这种新型的MF-DAS系统具备高灵敏、大尺度、宽频响等优越性能,在地下及水下声波信息获取、重大基础设施内部损伤探测与外部侵害安全监测等领域具有十分广阔的应用前景.     

分布式光纤传感技术综述

分布式光纤传感技术是光纤传感领域的重要组成部分,传感光纤集传感与传输于一体,可实现远距离、大范围的传感与组网;可连续感知光纤传输路径上每一点的温度、应变、振动等物理参量的空间分布和变化信息,单根光纤上能获得多达数万点的传感信息.本文介绍了分布式光纤传感技术的国内外进展,重点阐述了基于瑞利后向散射和干涉式的分布式传感各自...     

基于大规模光栅阵列光纤的分布式传感技术及应用综述

光纤布拉格光栅传感技术因其具有高灵敏度、抗电磁干扰、体积小及易复用等特性而广泛应用于恶劣环境的温度、应变及振动等物理量检测.基于在线光纤拉丝塔的大规模光栅阵列光纤制备方法的实现,突破了传统光纤光栅分布式传感技术受限于机械强度和制备工艺复杂的限制,大大拓展了其在分布式传感领域的应用.本文系统地介绍了大规模光栅阵列光纤的制...     

分布式光纤传感技术在煤矿地质监测中的应用

煤炭一直是中国的主体能源,煤矿地质监测是煤矿安全生产的重要保障.分布式光纤传感技术具有感测点连续、高精度、抗电磁干扰、耐腐蚀等优点,在煤矿地质监测中有重要的应用.该文介绍了布里渊光时域反射（Brillouin optical time domain reflectometry,BOTDR）技术在煤矿地质监测中的应用.重点介绍了采用分布式光纤传感技术进行采空区地层变形监测的方法和结果.结果表明,分布式光纤监测技术能够满足煤矿地质监测需求,具有良好的应用前景.     

微结构光纤分布式传感技术实现油井压裂监测

提出了一种使用聚酰亚胺涂敷、低羟基高纯石英玻璃微结构的散射增强型微结构光纤,用于监测和评估油井开采中水力压裂技术的过程与效果,该光纤对高温、高湿度、富氢环境有较好的耐受力.通过分布式传感系统测量了该光纤的散射增强效果,当光纤损耗为3 dB/km时,测量精度可以提高2～5倍,在实际油井压裂监测中,微结构光纤分布式传感系统...     

微结构光纤分布式传感技术实现油井压裂监测

提出了一种使用聚酰亚胺涂敷、低羟基高纯石英玻璃微结构的散射增强型微结构光纤,用于监测和评估油井开采中水力压裂技术的过程与效果,该光纤对高温、高湿度、富氢环境有较好的耐受力。通过分布式传感系统测量了该光纤的散射增强效果,当光纤损耗为3 dB/km时,测量精度可以提高2~5倍,在实际油井压裂监测中,微结构光纤分布式传感系统数据结果显示,可以对压裂效果实现监测并进一步指导压裂和暂堵工作。     

光纤法珀传感解调方法研究进展

光纤法珀传感器是目前发展历史最长、应用最普遍、技术最成熟的一种光纤传感器,广泛应用于各类极端复杂的环境中,对其传感信息进行准确解调是实现高精度测量的关键.首先对光纤法珀传感技术的发展历程进行了回顾和评述,接着介绍了光纤法珀传感器的类型和基本传感原理,对光纤法珀传感器解调方法的研究进展进行了阐述,从强度解调和相位解调两方...     

偏振型光纤应变传感器的理论分析

本文推导了一种可用于灵巧结构与灵巧蒙皮的偏振调制型光纤应变传感器的理论模型，研究了横向应变载荷作用下双折射光纤中应变对光的传播，光的双折射与旋光的影响，分析表明，传感器的感应长度与光纤中主光轴的原方向都使光以及传感灵敏度有较大影响．     

分布式光纤温度监测技术与应用

分析了光纤拉曼散射测温基本原理、基于光时域反射(OTDR)的定位原理和分布式光纤温度监测原理,研究开发了煤矿采空区温度分布式在线监测及发火预警系统与装备,实现了对煤矿采空区进行温度实时在线定位监测,对停采缓采存在煤炭自燃危险性的工作面,实现了采空区发火的连续、实时监测和准确定位、动态预报。介绍了分布式光纤温度监测系统及应用前景。     

表面贴装光纤应变传感器设计

导出了任意应变场中任意形状的单模光纤中传输光的相位变化关系，在此基础上提出了表面贴装干涉型光纤应传感器的一种新的设计方法，可用于任意类型应变与应力场中考察点处的应变或应力测量．     

波长编码型光纤传感器高精度解调技术研究进展

介绍了波长编码型光纤传感器高精度解调技术的最新研究进展,所涉及的解调技术能够实现对波长编码型光纤传感单元阵列的亚纳应变级分辨率的测量能力.首先回顾了光纤光栅应变传感技术,分析了高精度光纤应变传感器所选用的敏感元件;然后介绍了前馈式扫频激光线宽压缩技术和闭环轮询式探测技术,详述其理论原理、实现方案、性能指标;最后介绍了基于上述技术实现的高精度光纤应变传感系统实现地壳形变观测的应用实例,为各类高性能光纤传感器的研究与应用提供参考.     

基于光频域反射和互相关算法的分布式振动传感系统

基于光纤中瑞利散射的特性,在光频域反射(optical frequency domain reflectometry, OFDR)系统中通过对信号进行互相关分析可以实现振动信号的分布式测量.在基于互相关算法的OFDR分布式光纤振动传感系统中,采用了重叠的移动窗对信号进行分段,并通过实验对比选取了合适的广义互相关算法的加权函数.实验表明,所提方法提高了系统的定位精度,降低了虚警率.系统的定位精度可达0.247 m,可测振动频率范围为5～50 kHz.     

对透声界面的时域有限差分处理

导出了水中透声目标表面边界条件的时域有限差分(FDTD)表达形式,将FDTD在水声学中的应用范围扩大到无切应力的有限声阻抗目标的散射问题.在此基础上对一些目标的散射特性进行数值计算,给出了满意的声场分布.计算结果与理论解十分吻合.     

基于分解的自适应差分进化识别光伏模型参数

为了快速、准确和可靠地识别不同环境条件下光伏模型参数,提出了一种基于分解的改进自适应差分进化（improved adaptive differential evolution with decomposition,IADE-D）算法。在IADE-D中,首先提出了一种未知参数分解技术来降低问题的维度,减少问题的复杂性。然后提出一种改进自适应差分进化算法用于求解分解后的未知参数。为了验证所提算法的有效性,将其用于一种基于单二极管的光伏面板模型参数识别。仿真结果表明,与现有先进算法相比,IADE-D算法在准确性和可靠性上更具有竞争力。因此,可以考虑将IADE-D作为一种有效的光伏模型参数识别方法。