低温长距离分布式布里渊光纤传感系统研究  被引量:2

Study on Distributed Brillouin Optical Fiber Sensor System for Long-range Monitoring at Low Temperature

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作  者:张娟[1] 李金平[1] 董永康[2] 

机构地区:[1]中交第一公路勘察设计研究院有限公司,陕西西安710065 [2]哈尔滨工业大学航天学院,黑龙江哈尔滨150001

出  处:《中国公路学报》2015年第12期86-91,共6页China Journal of Highway and Transport

基  金:"十二五"国家科技支撑计划项目(2014BAG05B07)

摘  要:针对目前青藏高原多年冻土区高速公路工程构筑物监测急需解决的问题,提出了低温条件下长距离监测的分布式布里渊光纤监测传感技术方案,并使用差分脉冲布里渊光时域分析(DPPBOTDA)技术在单模光纤中开展了分布式光纤传感试验研究。使用120ns/100ns和110ns/100ns脉冲对组合在50km光纤传感长度上进行试验,研究2种脉冲对组合对应的布里渊增益谱、布里渊频移和信号的信噪比,探索了低温条件下长距离监测的分布式布里渊光纤技术空间分辨率和测量精度的关系。结果表明:试验得到的光纤传感系统具有50km传感距离,1m空间分辨率和6.552×10-6应变传感精度,弥补了中长距离传感范围研究的空白。Aimed at the urgent problem of highway engineering construction monitoring in permafrost regions of the Qinghai-Tibet Plateau,distributed Brillouin optical fiber sensor technique for long-range monitoring at low temperature was proposed.The experimental research on single mode fiber was conducted by using differential pulse pair Brillouin optical time domain analysis(DPP-BOTDA).Different differential pulse pairs(120ns/100 ns and 110ns/100ns)were used for 50 km optical fiber sensor.The impacts of two pulse pairs on Brillouin gain spectrum,Brillouin frequency shift and the signal-noise-ratio(SNR)were analyzed,respectively.The relationship between spatial resolution and measuring accuracy of distributed Brillouin optical fiber technique for long-range monitoring at low temperature was explored.The results show that the optical fiber sensor system which is obtained in the experiment has 50 km sensing distance,1m spatial resolution,and 6.552 ×10-6 strain sensing accuracy,which makes up for the blank of long distance sensing range research.

关 键 词:道路工程 光纤传感系统 DPP-BOTDA 受激布里渊散射 长距离传感 空间分辨率 

分 类 号:U419.92[交通运输工程—道路与铁道工程]

 

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