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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
1
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 光纤光学 拉曼放大 布里渊光时域反射 受激布里渊散射
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基于分布式光纤传感的绕组变形程度检测 被引量：17
2
作者 刘云鹏 李欢 +2 位作者 田源 贺鹏 范晓舟 《电工技术学报》 EI CSCD 北大核心 2021年第7期1347-1355,共9页
为了实现变压器绕组辐向变形的定位与程度判断,将分布式光纤传感技术应用于绕组变形在线检测领域。在导线表面开一浅槽,将两根传感光纤布置于其中,制造了光纤复合电磁线。使用COMSOL Multiphysics对其进行了静电场仿真,结果显示光纤复... 为了实现变压器绕组辐向变形的定位与程度判断,将分布式光纤传感技术应用于绕组变形在线检测领域。在导线表面开一浅槽,将两根传感光纤布置于其中,制造了光纤复合电磁线。使用COMSOL Multiphysics对其进行了静电场仿真,结果显示光纤复合电磁线相较正常导线未发生明显电场畸变和绝缘强度降低。对该导线进行了固体力学仿真,结果显示在内凹和外凸两种变形条件下,光纤应变与导线变形程度(以挠度作为指标)之间关系可以用二次函数来描述,R2>0.999。之后使用粘贴光纤的铜排模拟实际绕组,搭建试验平台,在仿真结论的基础上,获得了绕组挠度与光纤布里渊频移之间的关系。最后使用光纤复合电磁线绕制了一台35kV连续式绕组模型,使用该模型借助布里渊光时域反射技术,完成对变形的准确定位,定位精度在1饼之内,并完成了变形程度的检测,检测误差小于10%。 展开更多
关键词 变压器 绕组变形 分布式光纤传感 布里渊光时域反射技术
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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
3
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 分布式光纤 布里渊光时域反射 短路试验
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光纤和电阻应变片在结构变形测试中的对比试验研究 被引量：16
4
作者 丁梓涵 赵其华 +2 位作者 彭社琴 陈继彬 喻豪俊 《传感技术学报》 CAS CSCD 北大核心 2015年第8期1149-1154,共6页
在测量结构应变和变形时,传统的电阻应变片测试技术和新型的光栅布拉格光纤传感技术(FBG)、布里渊光时域反射技术(BOTDR)三者均具有不同的监测原理。设计并进行了基于这三种监测技术的简支梁弯曲试验,测试结构应变,对比结构挠曲变形,分... 在测量结构应变和变形时,传统的电阻应变片测试技术和新型的光栅布拉格光纤传感技术(FBG)、布里渊光时域反射技术(BOTDR)三者均具有不同的监测原理。设计并进行了基于这三种监测技术的简支梁弯曲试验,测试结构应变,对比结构挠曲变形,分析了三种监测技术在应变测量中的精度、灵敏度、布设工艺和适用性等,评价了两种光纤传感技术用于结构挠曲变形测试的特性。为选择土木工程结构监测手段提供参考依据,对进一步研究、开发新型应变传感器和监测仪具有参考价值。 展开更多
关键词 土木工程 应变 简支梁弯曲试验 电阻应变片 光纤布拉格光栅 布里渊光时域反射技术
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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
5
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 光纤传感 布里渊光时域反射 变形监测 温度监测 安全监测
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基于光纤传感器的OPPC在线实时监测系统研究 被引量：1
6
作者 常恩山 《环境技术》 2023年第5期113-119,共7页
为提高光纤复合架空相线(Optical Phase Conductor,OPPC)在线实时监测系统性能,以OPPC应力应变和温度监测为研究对象,提出一种基于光纤传感器的OPPC在线实时监测方法。方法通过搭建布里渊光时域分析(Brillouin Optical Time-Domain Anal... 为提高光纤复合架空相线(Optical Phase Conductor,OPPC)在线实时监测系统性能,以OPPC应力应变和温度监测为研究对象,提出一种基于光纤传感器的OPPC在线实时监测方法。方法通过搭建布里渊光时域分析(Brillouin Optical Time-Domain Analysis,BOTDA)与布里渊光时域反射(Brillouin Optical Time Domain Reflectometer,BOTDR)系统,对OPPC进行应力应变和温度监测,实现了OPPC在线实时检测。仿真结果表明,相较于BOTDR系统,BOTDA系统对OPPC应力应变监测的测量有效距离更长、空间分辨率更高、测量精度更高,且更容易准确定位引下线,实现线路应力分析;对OPPC温度的监测效果更好,更能实时反映OPPC的温度运行状况,确保OPPC运行安全,为提高OPPC在线实时监测系统的性能提供了参考。 展开更多
关键词 光纤复合架空相线 光纤传感器 布里渊光时域分析 布里渊光时域反射 在线实时监测
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基于拉曼放大的长距离快速布里渊光时域反射仪 被引量：6
7
作者 马祥杰 周黎明 +1 位作者 程凌浩 刘伟民 《激光与光电子学进展》 CSCD 北大核心 2019年第17期245-252,共8页
基于宽带接收的快速布里渊光时域反射技术,通过结合分布式拉曼放大来实现长距离分布式布里渊传感。研究了拉曼放大前后系统的性能差别以及非线性现象,并探究拉曼抽运功率与脉冲功率的最佳组合方式。最终通过实验实现了空间分辨率为50m... 基于宽带接收的快速布里渊光时域反射技术,通过结合分布式拉曼放大来实现长距离分布式布里渊传感。研究了拉曼放大前后系统的性能差别以及非线性现象,并探究拉曼抽运功率与脉冲功率的最佳组合方式。最终通过实验实现了空间分辨率为50m、传感距离为100km左右的快速温度传感,其中,在50km处获得1.2℃的温度测量精度。系统传感距离较无拉曼放大时提高了约50km,并且能够在10s左右快速完成一次测量。 展开更多
关键词 光纤光学 布里渊光时域反射 布里渊散射 拉曼放大
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一种利用菲涅尔反射的分布式温度传感系统 被引量：1
8
作者 张立欣 田敏 +2 位作者 吕安强 刘紫娟 耿豪键 《传感器与微系统》 CSCD 北大核心 2022年第10期79-81,86,共4页
为了实现对温度的快速测量,采用了一种利用低频信号源进行频率扫描的分布式温度测量系统。搭建了基于菲涅尔反射的分布式光纤温度传感系统,并对系统进行了理论分析和实验验证,得到了分布式光纤温度传感测量系统的温度特性。结果表明:通... 为了实现对温度的快速测量,采用了一种利用低频信号源进行频率扫描的分布式温度测量系统。搭建了基于菲涅尔反射的分布式光纤温度传感系统,并对系统进行了理论分析和实验验证,得到了分布式光纤温度传感测量系统的温度特性。结果表明:通过测量布里渊增益谱(BGS)获得的布里渊频移(BFS)与温度呈良好的线性关系;由菲涅尔反射分布式光纤温度传感系统获得的BFS的温度系数为1.02 MHz/℃,与传统分布式双端布里渊光时域传感系统的测得值1.20 MHz/℃基本相符,在1.876 km光纤上可实现4.5 m空间分辨率的温度传感测量。 展开更多
关键词 分布式光纤传感 布里渊光时域分析 菲涅尔反射 温度传感
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基于BOTDR监测技术的数据筛选机制研究
9
作者 徐晓琴 赵霞 +2 位作者 徐泉军 宁强 张冬梅 《交通科技》 2019年第4期64-67,共4页
为研究布里渊光时域反射技术(BOTDR)在工程项目中的监测效果,通过对BOTDR设备内部数据解调机制进行测试分析,提出了一种适用于自动化分布式监测的去尖峰数据筛选机制,并搭建隧道模型进一步验证该机制的实际应用效果。多组对比实验证明,... 为研究布里渊光时域反射技术(BOTDR)在工程项目中的监测效果,通过对BOTDR设备内部数据解调机制进行测试分析,提出了一种适用于自动化分布式监测的去尖峰数据筛选机制,并搭建隧道模型进一步验证该机制的实际应用效果。多组对比实验证明,该机制可以有效去除应变分布中产生的异常尖峰,为后续实际项目中的自动化在线监测奠定了基础。 展开更多
关键词 布里渊光时域反射 应变 分布式监测 数据筛选机制 在线监测
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基于分布式布里渊光学时域反射的光纤腐蚀传感器的实验研究 被引量：9
10
作者 赵雪峰 宫鹏 +1 位作者 路杰 欧进萍 《光电子．激光》 EI CAS CSCD 北大核心 2011年第3期333-337,共5页
研究开发了一种用于监测钢筋混凝土结构中钢筋腐蚀的基于分布式布里渊光学时域反射（BOTDR）的光纤腐蚀传感器,探讨了布里渊传感技术中有效测点的选择方法,并推导了适用于布里渊光纤腐蚀传感器的钢筋腐蚀定量评价公式。利用电化学加速... 研究开发了一种用于监测钢筋混凝土结构中钢筋腐蚀的基于分布式布里渊光学时域反射（BOTDR）的光纤腐蚀传感器,探讨了布里渊传感技术中有效测点的选择方法,并推导了适用于布里渊光纤腐蚀传感器的钢筋腐蚀定量评价公式。利用电化学加速腐蚀实验系统对埋入混凝土试件中的布里渊光纤腐蚀传感器的性能进行了实验研究,利用推导的钢筋腐蚀定量评价公式和布里渊分析仪采集到的数据对钢筋腐蚀的程度进行了实时监测。实验研究表明,该传感器能够有效监测钢筋的早期腐蚀,并实现了对腐蚀的准分布式、实时和定量测量。布里渊光纤腐蚀传感器对钢筋质量损失率δ的有效监测范围约为0.0~0.1%,分辨率约为1.1×10-5。 展开更多
关键词 布里渊光学时域反射(BOTDR) 腐蚀传感器 准分布式测量 有效测点 钢筋
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