10/13/2022，光纖在線訊，分布式光纖傳感器由連續(xù)分布的等長(zhǎng)度的光纖傳感單元組成，相臨的傳感單元之間沒(méi)有間距。從分布式光纖傳感器能獲得整根光纖上的應(yīng)變、溫度、壓力等信息，可解決目前測(cè)量領(lǐng)域的眾多難題，是目前最熱門(mén)的傳感器之一。我們可以從三個(gè)方面來(lái)理解分布式光纖傳感器。
一、光纖傳感器

光纖傳感器顧名思義是光纖作為傳感器，其工作原理是光源輸出光經(jīng)光纖進(jìn)入光纖調(diào)制區(qū)，在外界施加的應(yīng)力、應(yīng)變或溫度的相互下，引起光學(xué)參數(shù)（如光信號(hào)的強(qiáng)度、相位和頻譜）變化，形成被調(diào)制的信號(hào)光，被光探測(cè)器接收。光信息經(jīng)過(guò)解調(diào)，可獲得被測(cè)參數(shù)的值，如應(yīng)變、溫度、位移、形變和壓力等。



光纖傳感器具有光纖及光學(xué)測(cè)量的特點(diǎn)和優(yōu)勢(shì)，比如尺寸小、重量輕、耐腐蝕、易布設(shè)、無(wú)源傳感、抗電磁干擾、傳感精度高等。光纖傳感器作為一種新型傳感器，具有替代傳統(tǒng)各類傳感器的潛力和廣闊的應(yīng)用場(chǎng)景。

二、理解分布式

分布式光纖傳感器由連續(xù)分布的等長(zhǎng)度的光纖傳感單元組成，相臨的傳感單元之間沒(méi)有間距，因此分布式光纖傳感器能獲得整根光纖上各傳感段的應(yīng)變、溫度的分布信息。分布式光纖傳感器的最大特點(diǎn)是傳感點(diǎn)多、傳感器密度高且無(wú)盲區(qū)。



為了更好理解分布式，引入了空間分辨率的概念。我們把一根光纖沿長(zhǎng)度方向劃分為等長(zhǎng)度的連續(xù)的光纖段，其中最小的光纖段作為一個(gè)傳感單元，稱為傳感空間分辨率。不同分布式光纖傳感器的解調(diào)技術(shù)，可獲得的空間分辨率有差異。



另外，分布式光纖傳感器與準(zhǔn)分布式光纖傳感器容易混淆。在光纖上刻制光柵，多個(gè)光纖光柵（FBG）串聯(lián)組成的傳感器陣列可稱作準(zhǔn)分布式光纖傳感器，每個(gè)FBG就是一個(gè)傳感單元，如上圖所示。除了傳感器的解調(diào)技術(shù)有較大差異外，與分布式最大區(qū)別在于，傳感器之間有間距、存在監(jiān)測(cè)盲區(qū)。

三、分布式光纖傳感器的解調(diào)

分布式光纖傳感器的解調(diào)技術(shù)常見(jiàn)有：光纖拉曼散射、光纖布里淵散射和光纖瑞利散射。分布式光纖傳感器的工作原理是基于上述光纖散射原理，采用先進(jìn)的光時(shí)域反射（OTDR）技術(shù)或光頻域反射（OFDR）技術(shù)，通過(guò)探測(cè)分布式光纖中每一段的散射效應(yīng)，解調(diào)其中的光信號(hào)來(lái)表征當(dāng)前位置的應(yīng)變、溫度和振動(dòng)等特性。具體的分布式光纖傳感器解調(diào)技術(shù)主要有四種，簡(jiǎn)單對(duì)比見(jiàn)表1。

表1 分布式光纖傳感解調(diào)技術(shù)對(duì)比



拉曼散射主要用于測(cè)溫，布里淵散射用于測(cè)量溫度和應(yīng)變，瑞利散射可以用于測(cè)量溫度和應(yīng)變或振動(dòng)。基于OTDR的分布式光纖傳感技術(shù)，通常測(cè)量長(zhǎng)度在幾十km，空間分辨率在m量級(jí)，基于OFDR的分布式光纖傳感技術(shù)，空間分辨率可以提升到cm、甚至mm量級(jí)。目前基于這些技術(shù)的設(shè)備，國(guó)內(nèi)都有成熟的商用產(chǎn)品。

昊衡科技

一家集研發(fā)、生產(chǎn)、銷售于一體的高科技公司，專業(yè)從事工業(yè)級(jí)自校準(zhǔn)光學(xué)測(cè)量與傳感技術(shù)開(kāi)發(fā)，也是一家實(shí)現(xiàn)OFDR技術(shù)商用化的公司。
目前，昊衡科技已推出多款高精度高分辨率產(chǎn)品，主要應(yīng)用于光學(xué)鏈路診斷、光學(xué)多參數(shù)測(cè)量、高精度分布式光纖溫度和應(yīng)變傳感測(cè)試。已與全球多個(gè)國(guó)家和地區(qū)企業(yè)建立良好的合作關(guān)系，并取得諸多成果。
電話：027-87002165
官網(wǎng)：http://www.mega-sense.com/
公眾號(hào)：“昊衡科技”或“大話光纖傳感”