布里渊分布式传感的空间分辨率及标定方法.pdf

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1、第47卷第7期Jou浙rnalof江Zhejia大ngUn学iversit学y(En报ginee(r工ing学S版cie)nce)V01．47NO．72013年7月Ju1．2013DOI：10．3785／j．issn．1008—973X．2013．07．015布里渊分布式传感的空间分辨率及标定方法崔何亮。，张丹，施斌(i．南京大学地球科学与工程学院，江苏南京210093；2．国家电力监管委员会大坝安全监察中心，浙江杭州310O14)摘要：针对基于布里渊散射原理的分布式光纤传感技术的重要参数之一——空间分辨率，通过分

2、析定荷拉伸试验的结果，对比2种不同空间分辨率下实测的定点拉伸光纤的应变分布，说明了空间分辨率对测量结果的影响，探讨标定空间分辨率的1O～9O温度台阶法和温度热点法及其适用性．提出异种光纤串法，即将2种不同峰值频率的光纤、按不同长度交替熔接而成的光纤串，通过分析光纤串的测量结果对空间分辨率进行标定．试验表明，与温度台阶法和温度热点法相比，异种光纤串法具有准确、客观、测试结果的可对比性强等特点．关键词：空间分辨率；标定；异种光纤串法；分布式光纤传感；BOTDR；BOTDA；布里渊中图分类号：0437．2；TN253文献

3、标志码：A文章编号：1008—973X(2013)07—1232—06SpatialresolutionanditscalibrationmethodforBrillouinscatteringbaseddistributedsensorsCU1He—liang，ZHANGDan，SHIBin(1．SchoolofEarthSciencesandEngineering，NaingUniversity，Nanjing210093，China；2．LargeDamSafetySupervisionCenter，Stat

4、eElectricityRegulatoryCommission，Hangzhou310014，China)Abstract：SpatialresolutionisoneoftheimportantparametersforBrillouinscatteringbaseddistributedop—ticalfibersensing．Theresultsofconstanttensileloadtestwereanalyzed，andthestraindistributionsofpoint-by—pointfix

5、edfibermeasuredbytwodifferentspatialresolutionrespectivelywerecompared．Thentheinfluenceofspatialresolutiononmeasuredstrainwasanalyzed．Twospatialresolutioncalibrationmethods，including10～9Ostep—functionmethodandhot—spotmethod，andtheirapplicabilitywerediscussed．T

6、hedissimilar—fiber—splicingmethodwasproposedtocalibratethespatialresolution．Dissimilar—fibersplicingmeanstwovariantpeakfrequencyfibersarealternatelysplicedinserieswithsegmentsofdif—-ferentlength．Thecalibrationexperimentshowsthatdissimilar—fiber—splicingmethodi

7、saccurate，objec—tive，andcomparative．Keywords：spatialresolution；calibration；dissimilar—fiber—splicingmethod；distributedopticalfibersens—ing；BOTDR；BOTDA；Brillouin近20年来，分布式光纤传感技术及其工程应用光波为媒介，利用光时域测量技术，通过对光纤中的飞速发展，在石油化工、复合材料、航空航天、水利水背向散射光进行解调，获取光纤沿长度方向连续的电、消防、土木、地质

8、以及岩土等工程领域得到了广应变、温度等参量的分布．相对于常规的点式传感技泛的应用引．分布式光纤传感技术以光纤为载体、术，分布式光纤传感最大的优势在于一次测量即可收稿日期：2012—04—05．浙江大学学报(工学版)网址：WWW．journals．zju．edu．cn／eng基金项目：国家自然科学基金青年科学基金资助项目(40702045)；国家“973”重点