分布式与准分布式综述

《分布式与准分布式综述》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在工程资料-天天文库。

1、分布式和准分布式传感器2012年，YongkangDong等人提出了结合频分复用和内置EDFA的布里渊光时域分析的方案［1］。频分复用的BOTDR复用了具有不同布里渊频移的光纤段，并将布里渊的有效作用长度减小到一段光纤而不是整个传感光纤的长度，这样每一段BOTDR的CW探针光功率都可以增加，以加强布里渊信号，这样既拓展了传感范围乂有很高的应变温度分辨率。实验得到的传感范围是150km,空间分辨率是2m,精确度是30〃£。2012年，XuanLiu等人提出用非零色散位移光纤同时进行温度和应力测量的方案［2］。实验得到多峰布里渊散射，且利用前两个峰的屮心频移和线宽来探测温度和应力。实

2、验用的总传感长度为112m，测得应力误差37“£，温度误差1.8°C,空间分辨率为4m。（解决的是温度和应力的交叉灵敏度的问题。）2012年，KenKashiwagi等人提出用光学频率梳作为光源来延长分布式布里渊传感器的测塑范围［3］。将光学频率梳的频率间隔设置为布里渊频移的两倍，则高频光产生布里渊散射光，低频光通过SBS得到放大，然后继续向前传播，再引起布里渊散射，测量距离因此被延长。利用BOTDR技术，测量范围可达到100km,空间分辨率为20mo2012年，KwangYoungSong提出了基于Brillouindynamicgrating（BDR）的光时域反射应变传感器的

3、方案［4］。光路屮同时传输泵浦光脉冲和探针光脉冲，两者偏振方向相互止交，泵浦光脉冲引起放大的白发布里渊散射（ASBS）,探针光脉冲用来分析光谱。根据BDG-OTDR技术可得应变量，实验测得的应变和温度灵敏度分别为1.37MHz/"£（0.7299恋），-57.48A/Hz/°Co分布式测量的空间分辨率为80cm,测的范围是935m。2012年，HaidongGu等人提出利用单模光纤的布里渊频移进行轴向和径向应力的测量方案［5］。实验通过BOTDR技术，测得布里渊频移与轴向应力和径向应力分别呈线性关系,灵敏度分别为0.029MHz/（0.03448“£）,0.053MHz/“£（0

4、.01868/Q）。（实验用的长度为70m）2012年，ValerieVoisin等人提出了基于自参考的光子计数OTDR技术的准分布式FBGs应变传感器［6］。用两个环形器使前向光和后向光沿不同路径传输，传感头是通过级联相同的低反射率FBGs形成，在后向光的传输路径屮放置滤波器使含有测量信息的波长转换为功率以便进行检测。测量时间是1分钟,最大的误差是60“£,本实验FBGZ间的距离为30cm,计算得到可级联35个FBGSo（缺点：通过减小光栅Z间的距离来增加空间分辨率，测量距离受限于光源功率，即长度有限）2013年，M.Taki等人提出用周期性脉冲编码技术来改善混合Raman/F

5、BG光纤传感器的性能［7］。实验用的传感头由一对FBGs组成（宽带切趾光纤光栅，其中左边的FBG在1549.50nm,右边的FBG在1551.50nm）o拉曼光时域反射和FBG动态时分复用使噪声得到有效降低，提高了传感范围的分辨率并能同时测量实时动态的点应力和分布式的静态温度。在21km距离处的温度分辨率为4.3°C,空间分辨率为Im,动态应力分辨率在250Hz（PZT的正弦频率，用来施加应力）时为77n£/VHz（3.85“£）。2013年，NicolasLinze等人提出了基于偏振的准分布式振动传感器［8］。振动引起光纤双折射特性的变化，继而引起光束偏振状态的改变，用偏振器将

6、其转变为功率的变化，通过示波器便可得到振动频率，再根据频率的变化获知结构的健康状况。该系统可以由6个传感器组成，即6对光纤光栅，每对FBGs之间的距离为30cm,传感器Z间的距离没有限制，能够检测到的频率能达到1kHz。（缺点：振动处于固定状况，用FFT进行光谱分析得到频率，但不能得到信号随时间的变化情况）2012年，ZengguangQin等人提出基于相位光时域反射技术，利用连续小波变换测量不稳定振动的方案［9］。通过实时探测建筑、桥梁等振动频率的情况来对其进行健康监测。实验所用频率为500Hz至1kHz,扫描时间为0.05so最大探测长度与激光脉冲的重复频率有关,（需满足脉冲

7、的时间间隔大于脉冲在传感光纤里来回一次的时间以保证传感光纤里只有一个光脉冲）。对于10kHz的重复频率，探测长度约为10km。2012年，Wen-HuiDing等人提出了基于全固态光子带隙光纤的分布式压力传感器方案［10］o该传感头是通过将一段PCF和一段SMF熔接而成，PCF未熔接的一端镀上反射率为99%的膜，那么光纤熔接点处的包层模便被激发，引起包层模与芯模Z间的干涉，压力大小通过测量光谱的波谷高度得到，位置则通过测塑干涉的相位差得到。压力灵敏度随着距熔接点的距离而变化,每增