分布式光纤传感器

摘要： 光纤传感器作为新型传感器在多种工业场合得到了广泛应用,而分布式光纤传感器由于其体积小、质量轻、耐环境能力强、易于组网等特点,尤其适合用于核电厂这种存在较多高能设备的场合。基于瑞利散射振动测量原理和光时域反射空间定位原理,研究分布式光纤振动传感器在核电厂中的应用可能性,并针对振动和辐照环境开展了试验验证,结果证明基于瑞利散射的分布式光纤振动传感器在核电厂中有优异的应用前景。

摘要： 基于京沪铁路天津段工程,选取60 m铁路轨道以及轨道附近拱桥,通过基于受激布里渊散射原理的分布式光纤传感器,对铁路基础设施及拱桥进行静态和动态测量,实施健康监测,解决人工监测带来的主观性强、周期长以及实时性差等缺陷。结果表明,通过对仪表扇区列车运行情况的监测,能检测出轨道及拱桥潜在的结构缺陷,为施工提供基础数据。

摘要： 生产测井是监测油气田开发动态的主要技术手段。介绍了国外生产测井中固井完整性评价检测、组合传感技术、低成本一次性光纤传感器等几种传感技术应用、研究实例及性能特点,指出国内测井研究应借鉴传感器原理和结构创新、多功能组合传感器开发及传统传感器布设方式改进等研究方向和成果,推动我国生产测井技术水平不断提升。

摘要： 针对光纤传感器的现状,简单介绍了分布式以及准分布式光纤传感器的特点、优势及应用领域,在此基础上列举了国内外在单参数与多参数技术要求下的最新研究成果,并对单参数分布式光纤传感器和多参数准分布式光纤传感器在改善光源、光纤结构及解调技术方面的研究进行了对比分析,最后对其未来发展趋势进行了展望.

摘要： 为了提高光纤沿线大的布里渊频移波动情况下基于布里渊散射的分布式光纤传感的准确性,基于实测220 kV光纤复合架空地线中光纤沿线的布里渊谱展示了此时扫频范围选择的困境.基于数值产生布里渊谱和实测布里渊谱研究了不对称的扫频范围对布里渊频移误差的影响,发现如果较短侧扫频范围不小于ΔvB,则扫频范围偏差对谱拟合算法算得的布里渊频移的准确性没有明显影响,此时布里渊频移误差与对称情况下的布里渊频移误差近似相等.基于大量数值产生布里渊谱计算获得考虑不同扫频范围、扫频点数、信噪比和线宽下布里渊频移误差的估算公式,并采用不同信噪比、扫频范围、扫频点数、线宽及扫频范围对称与否时的实测布里渊谱进行了验证,结果表明估算公式的误差约为8％.研究工作为提高光纤沿线布里渊频移大范围波动情况下基于布里渊散射的分布式光纤传感的准确性和温度、应变测量误差的估算奠定了基础.

摘要： Ko位移理论能够很精准地对结构进行变形重构,为了将这一理论应用到实际工程中,选用光频域反射(OFDR)分布式光纤传感器作为测量工具,设计了基于等强度梁的变形估算实验方案.实验在等强度梁上分六级加载,用百分表测得4个测点在每级荷载下的真实挠度值,并根据每级所测应变值进行挠度的变形重构,最后将2种方法所得到的挠度值进行对比.实验结果表明:光纤的应变系数为0.71666,变形重构挠度值与真实挠度值之间的最大误差为0.586 mm,符合实验预期.

摘要： 为得到拱桥拱肋在不同受力情况下的应变分布规律,通过建立有限元模型和采用基于光频域反射(OFDR)的分布式光纤传感技术2种方法研究了不同荷载情况下的拱肋应变分布.结果表明:在拱肋表面粘贴的基于OFDR的分布式光纤传感器不仅能准确地反映不同荷载情况下拱肋的应变分布规律,还可以得到拱肋在吊杆损伤前后的应变分布变化,且能定位吊杆损伤位置.

摘要： 碳纤维增强复合材料(CFRP)具有优良的抗拉强度和耐腐蚀性,被广泛应用于支护和加固结构中.为研究碳纤维复合材料使用过程中的变形特性,在CFRP板上布设分布式光纤传感器,开展CFRP板有损和无损两个工况下的变形监测试验,并在CFRP板上布设电阻应变片进行应变测试对比.试验结果表明:分布式光纤传感器能够有效测量CFRP板各处的应变信息,测量应变与有限元分析值、电阻应变片测量值基本吻合,分布式光纤传感器连续布设比定点布设更能真实反映CFRP板变形.

摘要： 基桩变形监测对于评价基坑开挖过程中的安全性意义重大,为实现基桩连续变形监测,针对基桩施工及服役监测需求,通过静载拉伸试验对3种分布式光纤传感器的感知性能进行试验对比研究,优选基桩变形监测传感器并用于基桩变形监测中。传感器选型结果表明:采用玻璃钢封装的分布式光纤传感器适合基坑施工及长期监测要求,监测数据能正确反应基桩变形趋势。

摘要： 本文研究了长距离传感线路中散射光对基于双向掺铒光纤放大器(Bi-EDFA)的光纤传感器的影响规律.理论分析了散射光对系统信噪比的影响,同时设计实验测试了传感系统的信噪比.结果显示,在相同条件下,散射光越大,其信噪比越差.长距离传感线路中接入色散补偿光纤导致进入Bi-EDFA中的后向散射光增大,系统信噪比恶化.本文将色散补偿光纤位置调整到两个单模光纤中间,降低了散射光对传感系统的影响,散射噪声受到有效抑制,信噪比得到同步提升.

摘要： 油气管道结构状态退化及损伤缺陷的发生具有显著的时空分布不确定性.为了实时评估全寿命周期服役中埋地管道的结构状态,提出了一种基于分布式光纤传感器的埋地管道监测方案,建立了基于分布式监测数据的埋地管道结构状态的定量评估方法.应用实例表明:基于分布式光纤传感器的监测方案,可与埋地管道施工工艺无缝衔接,便于实际操作;分布式光纤传感器可以准确获得埋地管道弯曲应变以及管体温度的时空演化行为,克服了常用的点式传感器无法覆盖管道整体的局限;利用管道弯曲应变及管体温度的分布式监测数据,再辅以管道的材料、几何参数及内压监测数据,可以实时、定量评估埋地管道的结构状态.该方法可为埋地管道全寿命周期结构状态的评估提供依据.

摘要： 分布式光纤传感器由多层结构组成,用于测量土木工程建构筑物表面变形时,光纤与结构基体间存在一个应变传递过程.本文结合经典的剪滞理论,揭示在不同粘贴长度和中间层参数下,光纤应变传递系数的分布规律,分析低应变传递系数区段的范围与变化.基于OFDR技术,紧邻并行粘贴两条光纤在PVC管表面,测量光纤在管中部受集中荷载下的应变,进而得到应变传递系数分布及变化.试验结果显示在不同荷载下,光纤应变传递系数的分布规律具有一致性,分布曲线符合理论分析,这对光纤传感器应用于结构表面变形的检测与监测工作具有一定的指导意义.

摘要： 针对传统土工试验仪器存在的读数效率低、误差大、精度低等问题,提出一种基于分布式光纤感测力的测量方法,以使土工试验所测得数据更加精确、可靠,并且实现自动化测量.开展了基于布里渊散射光时域分析技术(BOTDA)的薄壁圆环加载试验,详细介绍了分布式光纤传感器的原理、数据拟合及误差分析等问题.为了更进一步验证其可行性,试验中将布拉格光纤光栅技术(FBG)和布里渊光时域分析技术两种技术进行对比,室内标定试验结果表明:通过BOTDA数据计算的作用力更加接近实际测量值,初步证明了分布式光纤监测技术满足土工试验试验数据采集的精确性要求.试验结果还表明,BOTDA光纤监测技术在土工试验仪器开发中具有广阔的技术优势和应用前景.

摘要： 为了监测PCCP全寿命周期的结构状态,本文提出一种基于分布式光纤应变传感器的PCCP结构状态监测方法,并将其应用于某供水工程,对方法的有效性进行现场试验.基于PCCP服役状态的受力分析,提出了PCCP的分布式光纤应变监测方案,利用现场布设的分布式光纤传感器,获得了PCCP在打压试验工况下的应变监测数据.分布式应变监测数据与数值模拟结果的对比分析表明分布式光纤传感器能适应实际工程现场的复杂环境,较准确地反映出PCCP的应变响应,可实现PCCP结构状态的分布式监测及安全预警,为PCCP全寿命周期服役安全提供技术支撑.

摘要： 本文介绍了分布式光纤监测系统应用的几个关键领域,包括海水和油气管线的渗漏监测,油气管线的应变监测,复合水管和油管的温度和应变综合监测，以及在各个领域的使用方法。分布式光纤监测系统用于管线的长期监测和管理，增加了运营管线的安全性，并且辅助管线运营管理者在管线运营和维护上可以做出正确的决定。

摘要： 提出了一种利用超高空间分辨率全分布式光纤传感技术监测碳纤维增强复合材料(CFRP)叠层板中的温度分布的方法.通过布设在CFRP和金属材料界面上带有毛细管的松散传感光纤阵列,避免应变对光纤的影响,从而对CFRP板钻孔时钻孔周围的温度场进行实时测量.借助光频域反射(OFDR)解调技术采集数据,并在Matlab中重建动态温度演化的全二维(2D)映射.这种二维温度分布的演化过程有助于分析不同钻孔工艺参数对CFRP板钻孔质量的影响.

摘要： 提出了一种利用超高空间分辨率全分布式光纤传感技术监测碳纤维增强复合材料(CFRP)叠层板中的温度分布的方法.通过布设在CFRP和金属材料界面上带有毛细管的松散传感光纤阵列,避免应变对光纤的影响,从而对CFRP板钻孔时钻孔周围的温度场进行实时测量.借助光频域反射(OFDR)解调技术采集数据,并在Matlab中重建动态温度演化的全二维(2D)映射.这种二维温度分布的演化过程有助于分析不同钻孔工艺参数对CFRP板钻孔质量的影响.

摘要： 提出了一种利用超高空间分辨率全分布式光纤传感技术监测碳纤维增强复合材料(CFRP)叠层板中的温度分布的方法.通过布设在CFRP和金属材料界面上带有毛细管的松散传感光纤阵列,避免应变对光纤的影响,从而对CFRP板钻孔时钻孔周围的温度场进行实时测量.借助光频域反射(OFDR)解调技术采集数据,并在Matlab中重建动态温度演化的全二维(2D)映射.这种二维温度分布的演化过程有助于分析不同钻孔工艺参数对CFRP板钻孔质量的影响.

摘要： 提出了一种利用超高空间分辨率全分布式光纤传感技术监测碳纤维增强复合材料(CFRP)叠层板中的温度分布的方法.通过布设在CFRP和金属材料界面上带有毛细管的松散传感光纤阵列,避免应变对光纤的影响,从而对CFRP板钻孔时钻孔周围的温度场进行实时测量.借助光频域反射(OFDR)解调技术采集数据,并在Matlab中重建动态温度演化的全二维(2D)映射.这种二维温度分布的演化过程有助于分析不同钻孔工艺参数对CFRP板钻孔质量的影响.

摘要： 提出了一种利用超高空间分辨率全分布式光纤传感技术监测碳纤维增强复合材料(CFRP)叠层板中的温度分布的方法.通过布设在CFRP和金属材料界面上带有毛细管的松散传感光纤阵列,避免应变对光纤的影响,从而对CFRP板钻孔时钻孔周围的温度场进行实时测量.借助光频域反射(OFDR)解调技术采集数据,并在Matlab中重建动态温度演化的全二维(2D)映射.这种二维温度分布的演化过程有助于分析不同钻孔工艺参数对CFRP板钻孔质量的影响.

摘要： 一种基于分布式光纤温度传感器的分布式光纤感温探测系统，由以下几个部分组成：信号处理系统、声光报警系统、供电系统;信号处理系统包含测温主机和控制计算机，测温主机即分布式光纤温度传感器，用于实现信号的采集、放大和转换；控制计算机包含专用测试控制软件，主要实现数据的处理、显示、功能控制能；声光报警系统实现指示功能，当结果满足设定条件时，能够产生相应的报警声和光信号；包含消音、复位和自检功能；供电系统包含主电、消防电源与蓄电池，消防电源可实现主、备电的自动切换，并具备供电异常报警功能；同时该部分还具有防雷击和电流过保护功能。系统有多个测温通道，可根据不同的需求进行扩展。

摘要： 本发明公开了一种防区式光纤分布式振动传感器，包括光源、第一传导光纤、第二传导光纤、具有至少四个耦合臂的耦合器、第一消偏器、第二消偏器、延时环、U型传感光纤回路和信号接收处理模块。第一传导光纤两端分别连接光源和耦合器的第一耦合臂；第二传导光纤的两端分别连接信号处理接收模块和耦合器的第二耦合臂；耦合器的第三耦合臂与第一消偏器的一端相连，耦合器的第四耦合臂与第二消偏器的一端相连；第一消偏器的另一端和第二消偏器的另一端之间串联有延时环和U型传感光纤回路。本发明提供的传感器避免了单模光纤中应力双折射引起的偏振衰落现象，更为光纤周界报警系统提供了新的可行方案。

摘要： 本发明公开了一种分布式光纤温度传感器，主要包括机壳及设置在机壳内的脉冲激光源、波分复用器及光开关，光开关上还连接一光纤盒，光纤盒内设有参考光纤环，光纤盒上还设有一温度探头，光纤环的尾端通过设置在机壳上的光纤端子与外部的传感光纤连接；波分复用器上还依次连接有光电探测模块、高速采集卡及工控机板卡，该传感器成本低，结构简单，信噪比好，稳定性好，可靠且温度分辨率高；本发明还设计了一种利用分段补偿损耗差异的方法消除拉曼斯托克斯及反斯托克斯光损耗差异带来的非线性误差达到消除该分布式光纤温度传感器非线性误差的方法，该方法能够使得系统解调出来的温度曲线与实际情况相符，从而提高了系统的测温精度和可靠性。

摘要： 本发明公开一种光纤磁场传感器、矢量光纤磁场传感器及分布式测量系统，属于光纤传感器技术领域。其中，光纤磁场传感器包括：单模光纤、聚四氟乙烯封装外壳、聚二甲基硅氧烷(PDMS)片、环氧树脂、磁致伸缩材料、磁场响应FBG、温度补偿FBG。本发明有效的消除了传感器受环境温度变化影响造成的测量误差，提高了光纤磁场传感器的精度；同时通过设计一种圆柱形的封装外壳，还解决了光纤磁场传感器在恶劣环境中稳定性差的问题，极大的延长了光纤磁场传感器的使用寿命；并且本发明提供的矢量光纤磁场传感器，结构小巧，灵敏度高，可以同时检测磁场强度的大小和方向，实现大范围的多点检测。

摘要： 一种基于分布式光纤温度传感器的分布式光纤感温探测系统，由以下几个部分组成：信号处理系统、声光报警系统、供电系统;信号处理系统包含测温主机和控制计算机，测温主机即分布式光纤温度传感器，用于实现信号的采集、放大和转换；控制计算机包含专用测试控制软件，主要实现数据的处理、显示、功能控制能；声光报警系统实现指示功能，当结果满足设定条件时，能够产生相应的报警声和光信号；包含消音、复位和自检功能；供电系统包含主电、消防电源与蓄电池，消防电源可实现主、备电的自动切换，并具备供电异常报警功能；同时该部分还具有防雷击和电流过保护功能。系统有多个测温通道，可根据不同的需求进行扩展。

摘要： 基于拉曼效应的分布式放大器，该系统包括一个或多个不同波长的泵浦激光器(5)并且结合了数量可变的光纤反射镜(6)。这些元件在光纤传感器(4)或测量对象内引发了以虚拟透明模式传播传感器或测量装置信号所需的条件，提高了传感器和测量装置信号的信噪比，提高了动态范围并将传感器和测量装置的范围增加了250km。

摘要： 本发明公开了一种防区式光纤分布式振动传感器，包括光源、第一传导光纤、第二传导光纤、具有至少四个耦合臂的耦合器、第一消偏器、第二消偏器、延时环、U型传感光纤回路和信号接收处理模块。第一传导光纤两端分别连接光源和耦合器的第一耦合臂；第二传导光纤的两端分别连接信号处理接收模块和耦合器的第二耦合臂；耦合器的第三耦合臂与第一消偏器的一端相连，耦合器的第四耦合臂与第二消偏器的一端相连；第一消偏器的另一端和第二消偏器的另一端之间串联有延时环和U型传感光纤回路。本发明提供的传感器避免了单模光纤中应力双折射引起的偏振衰落现象，更为光纤周界报警系统提供了新的可行方案。

摘要： 本发明公开了一种分布式光纤温度传感器，主要包括机壳及设置在机壳内的脉冲激光源、波分复用器及光开关，光开关上还连接一光纤盒，光纤盒内设有参考光纤环，光纤盒上还设有一温度探头，光纤环的尾端通过设置在机壳上的光纤端子与外部的传感光纤连接；波分复用器上还依次连接有光电探测模块、高速采集卡及工控机板卡，该传感器成本低，结构简单，信噪比好，稳定性好，可靠且温度分辨率高；本发明还设计了一种利用分段补偿损耗差异的方法消除拉曼斯托克斯及反斯托克斯光损耗差异带来的非线性误差达到消除该分布式光纤温度传感器非线性误差的方法，该方法能够使得系统解调出来的温度曲线与实际情况相符，从而提高了系统的测温精度和可靠性。

摘要： 本实用新型涉及油田开采技术领域，为解决现有技术的光纤温度传感系统改变距离分辨率的过程复杂的技术问题，本实用新型提供一种光纤分布式温度传感器和光纤分布式测温系统，包括传感器载体、传感光纤和传输光纤；所述传感器载体上设置有光纤槽位，所述传感光纤环绕设置于所述光纤槽位内；所述传输光纤的一端与所述传感光纤相连，所述传输光纤的另一端用于与测温硬件系统相连。本申请的光纤分布式温度传感器能够实现灵活的对距离分辨率进行调节，调节过程简单，可靠性高，并且能够具有较高的距离分辨率。

摘要： 本申请的目的是提供一种光纤传感器基座及分布式光纤传感器，主要由若干个依次连接的金属基座、设置在各金属基座上的安装槽、封装在所述安装槽内的传感光纤构成。其中，金属基座上还开设有焊接槽，以用于固定在待测物体上。与现有技术相比，本申请可通过焊接槽的作用使得各金属基座能够较为方便的安装在待测物体上，以借助金属基座的导电和保护作用，实现传感光纤对待测物体的间接测量，避免其测试精度受到待测物体表面温湿度的影响。同时由于多个金属基座的安装槽在依次连接的后可形成较长距离的连通槽，因而可通过将传感光纤安装在该连通槽中的方式，保持传感光纤分布的平整性，以防止传感光纤在使用过程中出现被折断或损伤的现象。