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分布式光纤声波的应用特点有哪些?
发布日期:[2022-04-06]

  分布式光纤声波基于光在光纤内部的散射现象和温度特性,利用光学时域反射测试技术将高功率窄带光脉冲送入光纤,然后检测返回散射光强度随时间的变化。分布式光纤温度传感器是基于后向散射或前向散射机理,其中后向散射对温度测量具有实际意义。当光在非均匀介质中传播时,一部分光偏离原来传播方向的现象称为光散射。

  分布式光纤声波以声传感器为主体,研究和发展声信息的形成、传输、接收、转换、处理和应用,已广泛应用于桥梁、大型建筑等土木工程健康监测领域。随着声传感技术的深入研究,分布式光纤声波技术已逐步延伸到天然气、石油开采开发等能源领域、军事、国防等重要领域,具有重要的经济价值和社会意义。随着上述重要领域的发展,为了实现全方位、更精准的监测,需要大量高密度的监测数据。


分布式光纤声波


  传统的声波传感是基于压电技术,受环境因素影响大,抗电磁干扰能力弱,分辨率低,在恶劣环境下容易损坏,可靠性差,难以实现微弱声波信号的有效提取。另外,传统的声波传感是点传感,难以形成远距离、高空间分辨率的覆盖测量。分布式光纤声波传感技术具有明显的技术优势,如宽频带、高灵敏度、耐高温、不受电磁场干扰等。

  单点分布式光纤声波也存在难以完成长距离、高空间分辨率的覆盖测量的缺陷,分布式光纤声传感(DAS)技术因其范围广、信息获取效率高而逐渐成为传感研究的热点。主要分为干涉仪型和后向散射型。干涉仪型分布式光纤传感技术主要基于光纤干涉仪,包括迈克尔逊光纤干涉仪、M-Z光纤干涉仪、萨尼亚克光纤干涉仪和复合结构干涉仪等。分布式光纤声波传感器具有灵敏度高的优点,但存在易受干扰、监测范围短、定位算法复杂等问题,制约了该技术在相关领域的推广应用。

  分布式光纤声波技术目前基于后向散射原理。分布式光纤传感器中的光纤可以集成传感和传输功能,可以在整个光纤长度上完成环境参数在空间和时间上的多维连续测量。分布式光纤声波具有结构简单、易于布局、性价比高、易于实现远距离的优势。

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