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基于BOTDR的基坑变形分布式监测实验研究 被引量:50
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作者 刘杰 施斌 +2 位作者 张丹 隋海波 索文斌 《岩土力学》 EI CAS CSCD 北大核心 2006年第7期1224-1228,共5页
在基坑开挖和支护过程中深部土体的水平位移监测是一项十分重要的工作。布里渊光时域反射计(BOTDR)是近年来国际上研发成功的一项新型的分布式光电传感技术。通过该技术,将传感光纤按照一定的工艺粘贴在埋置于土体中的测斜管上,由传感... 在基坑开挖和支护过程中深部土体的水平位移监测是一项十分重要的工作。布里渊光时域反射计(BOTDR)是近年来国际上研发成功的一项新型的分布式光电传感技术。通过该技术,将传感光纤按照一定的工艺粘贴在埋置于土体中的测斜管上,由传感光纤实测的应变分布,可以实现深部土体水平位移的在线监测。通过室内的模型模拟试验,由实测的光纤应变可以准确地得到测斜管上任意一点的水平位移。结合南京市某深基坑进行的现场试验,探讨了基于BOTDR的分布式光纤传感器应用于基坑深部土体水平位移监测的具体施工工艺,验证了该技术在实际工程中应用的可行性。 展开更多
关键词 布里渊光时域反射 传感 分布式监测 基坑 水平位移 测斜管
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基于分布式光纤传感的变压器绕组变形检测与故障识别可行性研究 被引量:32
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作者 刘云鹏 步雅楠 +2 位作者 田源 贺鹏 范晓舟 《高电压技术》 EI CAS CSCD 北大核心 2019年第5期1483-1489,共7页
绕组变形是变压器内部的常见故障之一,传统的绕组变形检测方法均属于离线检测,且无法识别故障形式。针对以上问题,提出了基于分布式光纤传感的变压器绕组变形检测方法,研制了光纤复合式绕组模型,模拟局部鼓包、内凹和绕组松动等变形情况... 绕组变形是变压器内部的常见故障之一,传统的绕组变形检测方法均属于离线检测,且无法识别故障形式。针对以上问题,提出了基于分布式光纤传感的变压器绕组变形检测方法,研制了光纤复合式绕组模型,模拟局部鼓包、内凹和绕组松动等变形情况,利用布里渊光时域反射计(Brillouinopticaltimedomainreflectometer,BOTDR)测量光纤应变变化情况,最后通过极限学习机(extreme learning machine, ELM)对检测信号进行模式识别。试验结果显示:光纤在绕组中有一定的预应力,光纤应变曲线的变化对应不同的绕组变形形式,该方法对正常绕组和不同变形形式的绕组识别准确率均为90%以上。分布式光纤传感技术能够有效实现变压器绕组变形检测,为变压器绕组变形在线监测和故障诊断提供了新的思路。 展开更多
关键词 变压器绕组变形 在线监测 分布式 布里渊光时域反射 模式识别 极限学习机
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基于BOTDA/R的在运光纤复合架空地线光缆应变监测对比分析 被引量:28
3
作者 夏猛 汤晓惠 +3 位作者 王颖 张书林 姜辉 董永康 《光学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2020年第15期30-36,共7页
光纤复合架空地线(OPGW)故障频发的原因与光缆局部受到的应力有直接关系,为了实现对OPGW光缆的在线应变监测,搭建了长距离布里渊光时域分析(BOTDA)和布里渊光时域反射(BOTDR)系统,并对重覆冰区域运行年限超过15年的在运95.14 km OPGW进... 光纤复合架空地线(OPGW)故障频发的原因与光缆局部受到的应力有直接关系,为了实现对OPGW光缆的在线应变监测,搭建了长距离布里渊光时域分析(BOTDA)和布里渊光时域反射(BOTDR)系统,并对重覆冰区域运行年限超过15年的在运95.14 km OPGW进行了应变检测和分析。通过对同一段光缆的对比测量,结果表明:BOTDA系统具有更长的测量距离、更高的空间分辨率与更高的测量精度,能准确辨别引下线并识别零应变参考点,可以实现温度和应变信息的准确分离。在两个站点的距离超过BOTDA系统的测量量程时,可以使用BOTDR系统从光缆两端分别测量以覆盖全部光缆。同时,BOTDR系统展现出单端测量的优势,在断纤故障发生时,BOTDR系统可不影响断点之前的线路测量。在同一条OPGW光缆线路上通过多维度的对比,分析了两种技术在OPGW光缆监测中的优劣势,为分布式光纤传感技术在电力系统中的应用提供参考。 展开更多
关键词 布里渊光时域分析 布里渊光时域反射 纤复合架空地线
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基于BOTDR的海缆3D立体监测系统设计与实现 被引量:27
4
作者 李永倩 赵丽娟 +4 位作者 杨志 吕安强 吴飞龙 孙景芳 李星荣 《仪器仪表学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2014年第5期1029-1036,共8页
海底电缆体积大、造价高,铺设在海底导致日常巡检和故障检测非常困难,目前尚无有效的实时在线监测系统。针对该问题,采用基于布里渊光时域反射(BOTDR)技术进行海底电缆实时在线监测,利用海底电缆复合光纤作为传感元件,该监测方法不仅可... 海底电缆体积大、造价高,铺设在海底导致日常巡检和故障检测非常困难,目前尚无有效的实时在线监测系统。针对该问题,采用基于布里渊光时域反射(BOTDR)技术进行海底电缆实时在线监测,利用海底电缆复合光纤作为传感元件,该监测方法不仅可以监测海底电缆沿线每一点的温度分布,还可以测量海底电缆所受外力的情况。在理论分析以及对G.652光纤进行温度和应变系数标定的基础上,在国内外首次将BOTDR技术应用到真实海底电缆在线监测,并将BOTDR系统、船舶自动识别系统和视频监控系统相结合,设计并实现了110 kV三相单芯高压光电复合海缆的三维立体在线监测系统,且详细分析了BOTDR测试获取的海缆温度和应变数据。该系统不仅可以实现海底电缆运行状态的实时在线监测,还可以对引起海缆故障的肇事船舶进行录像、定位和确认,为事故赔偿奠定了坚实基础。在福建省电力公司12个月的良好稳定运行及数据初步分析结果表明了本系统的有效性。 展开更多
关键词 布里渊光时域反射 海底电缆 三维立体监测 应变 温度 自动识别系统 视频监控
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基于布里渊效应的连续分布式光纤传感技术 被引量:24
5
作者 张旭苹 王峰 路元刚 《激光与光电子学进展》 CSCD 北大核心 2009年第11期14-20,共7页
基于布里渊效应的光纤传感(BEOFS)技术具有长距离、高精度、连续分布式、多参量传感的独特优点,在介绍BEOFS技术的原理、发展现状以及重要应用领域的基础上,对实现长距离、高精度、快速分布式布里渊光纤传感的关键技术进行研究和探讨,... 基于布里渊效应的光纤传感(BEOFS)技术具有长距离、高精度、连续分布式、多参量传感的独特优点,在介绍BEOFS技术的原理、发展现状以及重要应用领域的基础上,对实现长距离、高精度、快速分布式布里渊光纤传感的关键技术进行研究和探讨,给出了提高系统传感速度的方案。 展开更多
关键词 布里渊效应 连续分布式纤传感 布里渊光时域反射 布里渊光时域分析
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提高布里渊光时域反射系统传感性能的方法 被引量:21
6
作者 李永倩 李晓娟 安琪 《光学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2015年第1期61-70,共10页
根据谱整形的思想将脉冲预抽运的概念引入布里渊光时域反射系统,提出了一种提高传感性能的方法。该方法利用由预抽运脉冲和传感脉冲组成的阶梯脉冲作调制信号,通过预抽运脉冲和传感脉冲的受激布里渊作用实现布里渊谱的整形和传感信号的... 根据谱整形的思想将脉冲预抽运的概念引入布里渊光时域反射系统,提出了一种提高传感性能的方法。该方法利用由预抽运脉冲和传感脉冲组成的阶梯脉冲作调制信号,通过预抽运脉冲和传感脉冲的受激布里渊作用实现布里渊谱的整形和传感信号的放大,可有效地解决系统空间分辨率和测量精度的矛盾,并可提高系统信噪比,增加传感距离。通过受激布里渊稳态方程的瞬态分析对阶梯脉冲调制布里渊光时域反射系统中的受激布里渊散射模型进行了求解,对阶梯脉冲进行了最佳化设计,比较了矩形脉冲、洛伦兹形脉冲和阶梯脉冲调制时的系统性能。结果表明,当预抽运脉冲和传感脉冲参数为50ns、0.2W和2ns、1W时,采用阶梯脉冲时的布里渊谱宽约为44MHz,10km光纤末端信噪比较采用矩形脉冲时提高了7.97dB。最后,通过实验验证了所提方法的可行性。 展开更多
关键词 纤传感 阶梯脉冲调制 声波预抽运 布里渊光时域反射 谱整形
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布里渊光时域反射系统中布里渊散射信号的前向和后向拉曼放大研究 被引量:19
7
作者 毕卫红 杨希鹏 +2 位作者 李敬阳 付兴虎 付广伟 《中国激光》 EI CAS CSCD 北大核心 2014年第12期142-147,共6页
由于布里渊光时域反射(BOTDR)系统中布里渊散射信号非常微弱,常常导致传感距离受限,进而影响系统的信噪比和测量精度。因此,提出对BOTDR系统中布里渊散射信号的前向和后向拉曼放大进行研究。实验结果表明,后向抽运拉曼放大的受激布里渊... 由于布里渊光时域反射(BOTDR)系统中布里渊散射信号非常微弱,常常导致传感距离受限,进而影响系统的信噪比和测量精度。因此,提出对BOTDR系统中布里渊散射信号的前向和后向拉曼放大进行研究。实验结果表明,后向抽运拉曼放大的受激布里渊散射(SBS)阈值要比前向抽运的高;当抽运功率为700mW时,前向抽运放大增益可达13.78dB,随后出现二阶布里渊散射谱线,使得放大增益开始下降;当抽运功率为1000mW时,后向抽运放大增益可达16.33dB,随后放大增益仍有增长的趋势,有利于对布里渊背向散射信号持续放大。 展开更多
关键词 拉曼放大 布里渊光时域反射 受激布里渊散射
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分布式光纤传感器监测预应力锚索应力状态的试验研究 被引量:15
8
作者 高俊启 施斌 +3 位作者 张巍 朱虹 徐洪钟 张丹 《岩石力学与工程学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2005年第A02期5604-5610,共7页
对预应力锚索应力分布状态的监测一直是岩土预应力锚固工程中的难题之一,而布里渊光时域反射计(BOTDR)光纤应变传感技术是一项新型光电监测技术,可对光纤及其附着支护表面的轴向应变实现分布式监测,因此研究如何将其应用于岩土工程预应... 对预应力锚索应力分布状态的监测一直是岩土预应力锚固工程中的难题之一,而布里渊光时域反射计(BOTDR)光纤应变传感技术是一项新型光电监测技术,可对光纤及其附着支护表面的轴向应变实现分布式监测,因此研究如何将其应用于岩土工程预应力锚固体系的应力监测具有重要的理论意义与工程价值。分别对1根钢铰线锚索与3根基纶纤维增强复合塑料(AFRP)锚索进行了应力状态监测试验,分布式应变采样点最小间距为5 cm。测试结果表明,分布式光纤传感器具有较高的测量精度,光纤传感器与应变计测量结果之间的相对误差小于3.8%。在张拉锚固阶段,1根钢铰线锚索的预应力损失为8.8%,3根AFRP锚索的预应力损失小于6.08%;30 d后钢铰线锚索预应力损失为11.1%,AFRP锚索预应力损失小于10.3%。由此可见,将BOTDR分布式光纤传感技术应用于岩土工程预应力锚索的应力分布状态监测具有广阔的前景。 展开更多
关键词 布里渊光时域反射 分布式纤传感器 预应力锚索 应力监测 基纶纤维增强复合塑料
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BOTDR用于钢筋混凝土T型梁变形监测的试验研究 被引量:13
9
作者 张丹 施斌 +2 位作者 徐洪钟 高俊启 朱虹 《东南大学学报(自然科学版)》 EI CAS CSCD 北大核心 2004年第4期480-484,共5页
介绍了布里渊光时域反射计 (BOTDR)的分布式光纤应变测量原理 ,并应用BOTDR技术对钢筋混凝土T型梁加载后的应变分布进行了测量 .试验表明 ,BOTDR的应变测量结果与应变片的测量结果具有很好的一致性 ,并监测到当荷载加至 2 5kN时 ,钢筋... 介绍了布里渊光时域反射计 (BOTDR)的分布式光纤应变测量原理 ,并应用BOTDR技术对钢筋混凝土T型梁加载后的应变分布进行了测量 .试验表明 ,BOTDR的应变测量结果与应变片的测量结果具有很好的一致性 ,并监测到当荷载加至 2 5kN时 ,钢筋混凝土梁出现了裂缝 .此外 ,由BOTDR的实测应变分布还推算出了梁的挠度 .这些结果显示出BOTDR作为先进的分布式光纤传感监测技术能够准确地测量出钢筋混凝土结构的应变分布 。 展开更多
关键词 布里渊光时域反射 分布式纤传感 钢筋混凝土T型梁 变形监测
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结合载纤绕组形变测量法的大型变压器绕组多次短路冲击暂态声纹特征 被引量:15
10
作者 刘云鹏 王博闻 +4 位作者 李欢 高树国 田源 范晓舟 周旭东 《中国电机工程学报》 EI CSCD 北大核心 2022年第1期434-446,共13页
电力变压器遭受短路冲击的暂态声音信号包含变压器绕组状态信息。为探究短路冲击声信号与变压器绕组形变之间的关系,该文首先对载纤改造后的110kV变压器开展多次短路冲击试验,并采集短路瞬间声纹。然后,构建占比时频谱熵与频谱成分欧氏... 电力变压器遭受短路冲击的暂态声音信号包含变压器绕组状态信息。为探究短路冲击声信号与变压器绕组形变之间的关系,该文首先对载纤改造后的110kV变压器开展多次短路冲击试验,并采集短路瞬间声纹。然后,构建占比时频谱熵与频谱成分欧氏距离2种短路冲击暂态声纹特征,用于表征绕组变形情况。最后,提出基于占比时频谱熵与频谱成分欧氏距离2种声纹特征的联合判定流程,并利用光纤应变量与短路电抗值验证该方法的有效性。结果表明,该方法能够对抗短路能力出现明显下降瞬间的声信号进行大致判别,在绕组状态的初期诊断工作中具有一定的价值。 展开更多
关键词 变压器声纹 分布式 布里渊光时域反射 短路试验
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分布式光纤传感技术在桩基测试中的应用 被引量:14
11
作者 余小奎 《电力勘测设计》 2006年第6期12-16,共5页
布里渊光时域反射计(BOTDR)是近年来国际上研发成功的一项新型的分布式光电传感技术,该技术已开始广泛地应用于结构体的温度、应变、应力测试。本文介绍了将这一技术应用于PHC管桩和钻孔灌注桩试桩中桩身轴力分布、侧摩阻力分布及桩端... 布里渊光时域反射计(BOTDR)是近年来国际上研发成功的一项新型的分布式光电传感技术,该技术已开始广泛地应用于结构体的温度、应变、应力测试。本文介绍了将这一技术应用于PHC管桩和钻孔灌注桩试桩中桩身轴力分布、侧摩阻力分布及桩端阻力等测试的两个实例。实践表明:基于BOTDR光纤传感技术的桩基分布式测试技术是十分可行和有效的,它与传统的钢筋计、应变片等点式测试技术相比,具有分布式、抗干扰、长距离、耐久性强和协调性好等优点,其应用前景十分广阔。 展开更多
关键词 布里渊光时域反射 分布式测试 PHC管桩 钻孔灌注桩
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光纤传感技术在大坝裂缝预测和监测中的可行性探讨 被引量:11
12
作者 胡江 苏怀智 张跃东 《水电自动化与大坝监测》 2008年第5期52-57,共6页
大坝结构内部应变监测和裂缝监测是大坝健康的主要指标。由于各种因素的影响,导致难以判断坝体裂缝产生的具体位置。传统的点式电测仪器很可能漏检,而分布式光纤裂缝传感器能捕捉随机裂缝,分布式光纤应变监测系统能感知大坝各部位应力应... 大坝结构内部应变监测和裂缝监测是大坝健康的主要指标。由于各种因素的影响,导致难以判断坝体裂缝产生的具体位置。传统的点式电测仪器很可能漏检,而分布式光纤裂缝传感器能捕捉随机裂缝,分布式光纤应变监测系统能感知大坝各部位应力应变,将这2种系统联合使用,则能达到在裂缝产生前预报裂缝、在裂缝产生后监测裂缝的双重效果。光纤网络的优化布设一直是光纤广泛应用于工程中的难点。施工前分析混凝土坝在不利工况下运行的应力应变,根据分析结果对光纤网络进行立体优化布设,建立大坝健康监测智能系统,实现对大坝的实时、在线、立体监测。通过试验,验证了光纤传感技术在裂缝预测和监测中的有效性。 展开更多
关键词 大坝 裂缝监测 应变监测 分布式纤传感器 光时域反射 布里渊光时域反射
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基于分布式光纤传感的变压器绕组变形检测与故障定位 被引量:13
13
作者 杨照光 田源 +3 位作者 秦睿 温定筠 刘康 刘云鹏 《高压电器》 CAS CSCD 北大核心 2020年第1期74-79,86,共7页
绕组变形是变压器内部的常见故障之一,严重威胁电力系统的安全运行。目前绕组变形检测均属于离线检测,无法准确定位变形故障;带电检测由于受现场复杂电磁环境的干扰,且无法进行变形故障定位。为有效提高绕组变形在线检测的准确性,本文... 绕组变形是变压器内部的常见故障之一,严重威胁电力系统的安全运行。目前绕组变形检测均属于离线检测,无法准确定位变形故障;带电检测由于受现场复杂电磁环境的干扰,且无法进行变形故障定位。为有效提高绕组变形在线检测的准确性,本文提出了基于分布式光纤传感的变压器绕组变形故障定位方法。搭建内置分布式光纤连续式绕组模型模拟绕组变形,当绕组发生局部形变时,利用布里渊光时域反射计(BOTDR),对光纤应变进行测量。实验结果表明,分布式光纤传感技术能够准确的实现绕组变形的故障定位,具有良好的应用前景。 展开更多
关键词 绕组变形 分布式 布里渊光时域反射 故障定位
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光纤复合海底电缆故障检测与诊断方法 被引量:13
14
作者 陈永 尹成群 +5 位作者 吕安强 李星辰 范玉军 李永倩 何旭涛 卢志飞 《光通信研究》 北大核心 2014年第3期56-59,共4页
为及时发现并判别光纤复合海底电缆的故障,文章提出一种基于多尺度小波分析的海缆故障检测与诊断新方法。该方法先利用布里渊光时域反射计测量海缆中光纤的布里渊散射频移,然后结合双阈值法对故障点进行检测和分析。对发生接地故障的数... 为及时发现并判别光纤复合海底电缆的故障,文章提出一种基于多尺度小波分析的海缆故障检测与诊断新方法。该方法先利用布里渊光时域反射计测量海缆中光纤的布里渊散射频移,然后结合双阈值法对故障点进行检测和分析。对发生接地故障的数据,用阈值法进行诊断;对非接地故障,则选用coif2小波基进行8尺度小波分解。研究结论表明,利用小波分解高频系数尺度对空间距离的敏感性可有效诊断锚害和塑料护套局部放电引发的过热故障。同时,在分析海缆故障特点的基础上,通过建立海缆故障模拟数据验证了算法的有效性。 展开更多
关键词 纤复合海底电缆 故障检测与诊断 布里渊光时域反射 小波分析
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基于分布式光纤技术的煤矿巷道顶板监测系统 被引量:12
15
作者 侯公羽 胡涛 +4 位作者 徐桂城 马占彪 梁海平 王顺光 郑纲 《工矿自动化》 北大核心 2020年第1期1-6,共6页
当前巷道顶板变形监测方式为基于井下工业环网的在线实时监测,采用电子式和光纤光栅式的位移传感器并以无线方式连接,存在有较多监测盲点、误差较大、依靠连续供电等问题。针对上述问题,设计了一种基于分布式光纤技术的煤矿巷道顶板监... 当前巷道顶板变形监测方式为基于井下工业环网的在线实时监测,采用电子式和光纤光栅式的位移传感器并以无线方式连接,存在有较多监测盲点、误差较大、依靠连续供电等问题。针对上述问题,设计了一种基于分布式光纤技术的煤矿巷道顶板监测系统。该系统以布里渊光时域反射计(BOTDR)作为数据采集和分析的核心监测工具,采用5 mm钢绞线光纤作为感测光纤,以锚杆、锚索为固定点布设光缆,通过顶板光纤的应变变化来监测顶板变形状况,实现了对煤矿巷道顶板的实时在线分布式监测。现场应用结果表明,光纤应变变化能够实时准确地反映顶板变形情况,基于光纤应变的顶板监测结果与顶板离层仪监测结果、十字法观测结果一致。用光纤应变表征顶板变形程度消除了人为因素和断电等影响,保证了监测结果的客观性,这种长距离、耐腐蚀、抗干扰、无需供电的分布式光纤应变监测方式为煤矿提供了一种全新的巷道监测手段。 展开更多
关键词 巷道顶板监测 顶板变形 分布式纤技术 纤应变 布里渊光时域反射 钢绞线
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基于BOTDR技术的OPGW在线监测研究 被引量:11
16
作者 李永倩 翟丽娜 +1 位作者 赵丽娟 宋士刚 《光通信研究》 北大核心 2013年第5期30-33,共4页
为保证电力系统通信的安全运行,实时监测OPGW(光纤复合架空地线)的运行状态,提出了基于BOTDR(布里渊光时域反射)技术对OPGW线路温度和应变实时监测的方法。采用加温加压的方法,对OPGW纤芯G.652光纤的温度和应变系数进行了标定,基于实验... 为保证电力系统通信的安全运行,实时监测OPGW(光纤复合架空地线)的运行状态,提出了基于BOTDR(布里渊光时域反射)技术对OPGW线路温度和应变实时监测的方法。采用加温加压的方法,对OPGW纤芯G.652光纤的温度和应变系数进行了标定,基于实验结论,对现场运行的OPGW线路温度和应变的分布进行了研究。同时采用差值法和相对值法分别对温度和应变引起的故障进行了分析,分析结果表明,该系统能实现OPGW分布式温度和应变的实时测量和故障点定位。 展开更多
关键词 布里渊光时域反射 纤复合架空地线 温度 应变 在线监测
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普通单模光纤的长距离双参量传感布里渊光时域反射计 被引量:11
17
作者 宋牟平 裘超 《光学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2010年第4期954-958,共5页
对于普通单模光纤的自发布里渊散射光,其频移和光功率都是温度和应变的函数,因此检测散射光信号的布里渊频移和光功率,即可同时得到沿光纤一维分布的温度和应变。采用光相干检测的布里渊光时域反射计适合于长距离分布式传感,但存在检测... 对于普通单模光纤的自发布里渊散射光,其频移和光功率都是温度和应变的函数,因此检测散射光信号的布里渊频移和光功率,即可同时得到沿光纤一维分布的温度和应变。采用光相干检测的布里渊光时域反射计适合于长距离分布式传感,但存在检测信号的偏振相关性和幅度解调问题。采用偏振分集接收和小波分析对传感信号进行处理,同时得到了布里渊散射光的频移和功率,从而实现了25 km普通单模光纤的分布式双参量传感。 展开更多
关键词 传感器 分布式纤传感 布里渊光时域反射 双参量 长距离
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分布式光纤及光纤光栅传感技术在煤矿安全监测中的应用现状及展望 被引量:6
18
作者 侯公羽 胡志宇 +4 位作者 李子祥 赵庆儒 冯东兴 程成 周航 《煤炭学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2023年第S01期96-110,共15页
目前国内煤矿普遍采取高强度(大采高)的开采现状,伴随着煤矿开采智能化快速发展,对煤矿安全监测也提出了更高的要求。现有的煤矿巷道一般长达几千米,工作面面积更是能达到几平方千米,很难通过人工方式或使用传统的点态传感器来准确、实... 目前国内煤矿普遍采取高强度(大采高)的开采现状,伴随着煤矿开采智能化快速发展,对煤矿安全监测也提出了更高的要求。现有的煤矿巷道一般长达几千米,工作面面积更是能达到几平方千米,很难通过人工方式或使用传统的点态传感器来准确、实时地获取如此大面积的监测信息。由于光纤材质具有易于加工、耐磨性高、耐腐蚀性强、绝缘性好、抵抗地下水和电磁干扰能力强等优点,随着近代光学基础理论及光纤通信的发展,各种光学器件的制造成本也在不断降低,将光纤监测技术用于监测领域是发展的必然结果。而且光纤主要成分为二氧化硅,属于本质安全型传感器,特别适合于在煤矿等高危环境下监测。本文系统总结了各类光纤传感技术的基本原理、优缺点和适用条件,重点介绍了采用光纤光栅及分布式光纤传感技术在煤矿安全监测中进行煤矿立井壁变形、采空区地层沉陷变形、采动覆岩变形、巷道安全及稳定性、煤矿瓦斯监测预警等方面的应用现状,展望了分布式光纤监测技术的应用前景。通过对已有文献的分析,获得了如下结论:光纤传感技术能够满足在不同条件下对煤矿安全监测的基本要求,可以在各种恶劣环境下使用。与现有的传统人工监测、点态传感器等常规测试方式和技术相比,光纤监测技术的灵敏度高、监测范围大、能够在时空上进行连续、大范围的分布式监测,在煤矿安全监测中具有极大的优势,拥有较好的应用前景。 展开更多
关键词 纤传感 布里渊光时域反射 变形监测 温度监测 安全监测
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基于广义谐波小波变换的布里渊光时域反射计的数字包络解调技术 被引量:10
19
作者 杨巍 杨远洪 《光学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2013年第5期38-46,共9页
分析了相干探测型布里渊光时域反射计(BOTDR)的信号特征及信号包络对其空间分辨率和布里渊频移测量精度等参数的影响,总结了幅度调制信号的数字包络解调算法模型和理想的数字包络解调算法的特性。根据广义谐波小波(GHW)的零相移理想带... 分析了相干探测型布里渊光时域反射计(BOTDR)的信号特征及信号包络对其空间分辨率和布里渊频移测量精度等参数的影响,总结了幅度调制信号的数字包络解调算法模型和理想的数字包络解调算法的特性。根据广义谐波小波(GHW)的零相移理想带通滤波特性及通带参数可灵活设计的特点,提出了一种基于广义谐波小波变换(GHWT)的BOTDR的数字包络解调技术,设计了解调方案并进行了参数优化和实验研究。结果表明,与现有BOTDR数字包络解调技术相比,所提出的新技术能够无失真地提取BOTDR的信号包络并具有较强的噪声抑制能力,从而在不影响BOTDR的空间分辨率的情况下提高布里渊频移测量精度。最后,还根据解调算法的频域特性对实验结果进行了分析。 展开更多
关键词 传感器 纤传感 布里渊光时域反射 广义谐波小波变换 包络解调
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基于实时小波变换信号处理的相干检测布里渊光时域反射计 被引量:9
20
作者 宋牟平 陈翔 《光学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2009年第10期2818-2821,共4页
布里渊光时域反射计检测信号较微弱的自发布里渊散射光,其布里渊频移只有11GHz左右。相干检测是一较好的方法,但其接收信号是一宽带的幅度调制信号,难以直接解调。采用实时小波变换对传感信号进行处理,设计了布里渊光时域反射计传感器... 布里渊光时域反射计检测信号较微弱的自发布里渊散射光,其布里渊频移只有11GHz左右。相干检测是一较好的方法,但其接收信号是一宽带的幅度调制信号,难以直接解调。采用实时小波变换对传感信号进行处理,设计了布里渊光时域反射计传感器实验系统,实现了25km的分布式温度传感,在5m的空间分辨率和1min的响应时间下,达到40με的应变分辨率。 展开更多
关键词 分布式纤传感器 布里渊光时域反射 小波变换 实时 相干检测
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