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二、分布式光纤传感技术及其应用
时间:2017-4-21 22:19:03

目前,光纤传感技术越来越受到工业技术领域的重视。光纤传感在温度测量、压力测量和应力测量方面,有着与目前许多传统测量方法独特的技术优势。尤其是在易燃易爆环境(如煤矿瓦斯环境、油罐及管道、燃气罐及管道)的温度压力测量、高压电环境的电流测量、偏远不易人员维护且供电困难环境(如输油管、围栏等),以及高大建筑(如水库大坝、桥梁、楼宇等)的应力分布测量方面,有着不可替代的优势。

基于OTDR原理的各类分布式光纤传感技术已经趋于成熟,包括以及偏振敏感OTDR分布式应力测量系统, Brillouin散射式分布式温度和应力分析系统,以及Raman散射式分布式温度测量系统。这些系统以及基于光纤光栅(FBG)的准分布式光纤传感系统的空间分辨率在1米左右,可以满足大量对空间分辨率要求不高的应用,但却满足不了很多要求空间分辨率在分米级和厘米级以下的应用,比如下面要提到的全光纤智能皮肤的应用要求。还有,在Brillouin和FBG传感系统中,应力和温度会相互影响,从而大大地增加了系统的复杂度和测量精度。

河大光信息技术创新中心的工作重点在新型的基于光学干涉的各类分布式光纤传感系统的研发和应用上,包括利用保偏光纤作为测量介质的分布式偏振串扰分析系统(DPXA)以及偏振敏感光频域反射测量系统(P-OFDR)。这些系统可以把提高系统的空间分辨率提高到厘米甚至微米量级,同时也可以同时测量应力与温度,并使他们相互不干扰,满足智能蒙皮等应用领域的要求。为了满足系统的需要,我们也研发相关的关键器件,包括超长相干长度的可调频激光器以及各类偏振控制及分析器件。