BOTDR

摘要： 针对布里渊光时域反射仪(BOTDR)系统信噪比低的问题,利用三维布里渊增益谱(3D-BGS)内部存在的相似性及冗余性,提出基于稀疏表示的BOTDR信噪比提升算法。通过分析稀疏表示基本原理和3D-BGS的空间域相似性,可知随机噪声能够在稀疏重构过程中作为残差被丢弃,阐明了降噪算法的可行性。利用离散余弦变换(DCT)构建初始字典,同时采用K-奇异值分解(K-SVD)和正交匹配追踪(OMP)算法进行字典及系数矩阵更新,进而实现三维布里渊增益谱(3D-BGS)的重构和降噪。仿真结果分析表明,当添加10 dBm高斯白噪声时,信噪比提升了5.26 dB。研究证明,稀疏表示算法为应用图像处理方法提高BOTDR系统信噪比供了新的思路及理论依据。

摘要： 大型桥梁坍塌、建筑物倾斜、冰灾造成输电杆塔倒塌大范围停电等自然灾害新闻屡见不鲜,对类似这些设施的监测研究成为热点.布里渊光时域反射(BOTDR)光纤传感具有分布式温度/应变同时传感、单端注入与测量等优点而被人们广泛采用.本文针对长距离光纤传感应用场景,分析了BOTDR传感机理;综述了近20年以来10 km及以上长距离BOTDR光纤传感系统的发展和关键技术;总结了基于数据处理、脉冲编码、多波长探测、高消光比调制、拉曼、窄线宽光源、单光子探测技术改善BOTDR性能指标的基本原理及具体指标值.展望了进一步提高系统信噪比、空间分辨率、传感距离、缩短整个系统的测量时间,优化多个性能参数;进一步增加除温度/应变传感参量,提升系统功能;进一步解决温度/应变交叉敏感问题都将成为长距离BOTDR系统今后的发展方向.

摘要： 针对断层稳定性问题,采用BOTDR分布式光纤感测技术对内蒙阿拉善地区贺兰山西麓断层进行了监测分析,研究了自然条件下断层内部应力的变化情况.研究结果表明:贺兰山西麓断层在观测周期内钻孔周围围岩整体发生拉伸变形;断层面附近岩层的应力状态易受断层活动的影响,根据分布式光纤的应变分布曲线能够精确划分出断层活动的影响范围在断层之上9m和之下8m;BOTDR分布式监测技术可以有效捕捉到自然条件下断层微弱活动所引起的应变变化,实现应变的动态实时监测.BOTDR监测技术为长期、精细化评价断层稳定性状态提供了十分可靠的监测手段.

摘要： 针对传统手段监测特大型桥梁斜拉索结构健康存在的技术缺陷,利用分布式光纤传感技术对桥梁斜拉索实现大范围、远距离的空间连续性监测;通过研究特大桥梁斜拉索的力学特性并与光纤传感器相结合,搭建传感光纤-斜拉索索力监测模型,设计并实施斜拉索索力监测模拟实验,实验中逐渐增加砝码,使模型实验中模拟桥梁斜拉索的形变量逐步增大,观察此过程中光纤传感器的布里渊频移变化;对布里渊频移监测实验数据进行整理分析,通过监测光纤传感器中频移变化量来表征斜拉索索力的变化程度,得出应力光纤传感器中布里渊光纤频移与斜拉索拉力曲线呈线性关系,绘制布里渊光纤频移-斜拉索索力拟合曲线,提出布里渊光纤频移-斜拉索索力关系式,为特大桥梁斜拉索的结构安全健康提供了一种新的监测方式.

摘要： 对国内外BOTDR分布式传感光纤在桩基测试中的研究进展进行总结,包括BOTDR技术原理、仪器设备、安装工艺和实施步骤、数据采集与处理、测试结果分析等.对比分析BOTDR分布式光纤传感技术在常用预制桩和钻孔灌注桩中的桩基测试工艺流程,总结桩身应力应变参数测试结果,结合工程应用进行了简单评述,并阐述未来研究的发展方向.

摘要： 分布式光纤传感具有测量精度高、抗电磁干扰能力强、能实现动态连续监测等优点,在多种地质工程安全监测领域中都有不同程度的研究与应用。本文介绍了布里渊光时域反射(BOTDR)技术的部分应用,分析了利用分布式光纤传感技术对在建基坑工程开展的安全监测实例。监测结果表明,分布式光纤传感技术能够满足基坑工程中的相关监测指标和需求,具有很好的推广价值和应用前景。

摘要： VIAVI公司的BOTDR模块可测量光纤光缆沿线的温度和应变。BOTDR模块基于布里渊散射技术,可以安装在便携式平台(MTS-8000)中进行光缆开通和例行审核,也可以安装在机架式平台(OTU-8000)中,通过部署广泛的光纤监控系统ONMSi进行永久监控。

摘要： 目前振弦式土压力计以及电阻式土压力计虽然被广泛使用,但具有成本较高、抗电磁干扰性较差、仪器成活率偏低等缺点,并且测试数据容易失真,难以准确测量土压力.基于BOTDR设计一种土压力管用于土压力的监测,介绍土压力管的结构特征、测量原理,并对其进行压力、温度的标定试验.在室外场地通过钻孔直埋的方法将压力管埋入地下25 m进行实地测量,获取测量数据,并与振弦式土压力计数据及计算值进行了对比,说明该压力管测量土压力方法有效.

摘要： BOTDR适于大尺度分布式健康监测,但对于结构点位的监测效果却不是很理想.本文研发一种基于布里渊光时域散射原理的光纤温度传感器,本传感器由裸光纤封装而成适用于结构点位监测.实验分析了BOTDR各项性能指标相同的条件下封装长度不同时对温度的灵敏度以及可重复性的影响.确定了当BOTDR所设参数一定时光纤温度测量段长度选择.验证了BOTDR温度传感器器检测结构局部点位温度的可行性,实验表明光纤温度传感器线性度和实验的重复性都很好.

摘要： BOTDR适于大尺度分布式健康监测,但对于结构点位的监测效果却不是很理想.本文研发一种基于布里渊光时域散射原理的光纤温度传感器,本传感器由裸光纤封装而成适用于结构点位监测.实验分析了BOTDR各项性能指标相同的条件下封装长度不同时对温度的灵敏度以及可重复性的影响.确定了当BOTDR所设参数一定时光纤温度测量段长度选择.验证了BOTDR温度传感器器检测结构局部点位温度的可行性,实验表明光纤温度传感器线性度和实验的重复性都很好.

摘要： BOTDR适于大尺度分布式健康监测,但对于结构点位的监测效果却不是很理想.本文研发一种基于布里渊光时域散射原理的光纤温度传感器,本传感器由裸光纤封装而成适用于结构点位监测.实验分析了BOTDR各项性能指标相同的条件下封装长度不同时对温度的灵敏度以及可重复性的影响.确定了当BOTDR所设参数一定时光纤温度测量段长度选择.验证了BOTDR温度传感器器检测结构局部点位温度的可行性,实验表明光纤温度传感器线性度和实验的重复性都很好.

摘要： BOTDR适于大尺度分布式健康监测,但对于结构点位的监测效果却不是很理想.本文研发一种基于布里渊光时域散射原理的光纤温度传感器,本传感器由裸光纤封装而成适用于结构点位监测.实验分析了BOTDR各项性能指标相同的条件下封装长度不同时对温度的灵敏度以及可重复性的影响.确定了当BOTDR所设参数一定时光纤温度测量段长度选择.验证了BOTDR温度传感器器检测结构局部点位温度的可行性,实验表明光纤温度传感器线性度和实验的重复性都很好.

摘要： 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、应力检测。尝试将这一技术应用于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的检测：研发了一套传感光纤的埋设工艺;提出了一种基于小波分析和移动平均法的BOTDR检测数据频谱处理方法;通过一个工程实例对这一技术应用于钻孔灌注桩检测的可行性进行了论证。研究结果表明：基于BOTDR光纤传感技术的钻孔灌注桩桩基分布式检测是一个十分有效的方法,它与传统的钢筋计,土压力盒等点式检测技术相比,具有分布式、一端检测,不需回路、长距离、耐久性好、成活率高、抗干扰强和与被测物协调性能好等优点,可作为一种新型的分布式桩基检测技术加以推广。

摘要： 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、应力检测。尝试将这一技术应用于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的检测：研发了一套传感光纤的埋设工艺;提出了一种基于小波分析和移动平均法的BOTDR检测数据频谱处理方法;通过一个工程实例对这一技术应用于钻孔灌注桩检测的可行性进行了论证。研究结果表明：基于BOTDR光纤传感技术的钻孔灌注桩桩基分布式检测是一个十分有效的方法,它与传统的钢筋计,土压力盒等点式检测技术相比,具有分布式、一端检测,不需回路、长距离、耐久性好、成活率高、抗干扰强和与被测物协调性能好等优点,可作为一种新型的分布式桩基检测技术加以推广。

摘要： 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、应力检测。尝试将这一技术应用于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的检测：研发了一套传感光纤的埋设工艺;提出了一种基于小波分析和移动平均法的BOTDR检测数据频谱处理方法;通过一个工程实例对这一技术应用于钻孔灌注桩检测的可行性进行了论证。研究结果表明：基于BOTDR光纤传感技术的钻孔灌注桩桩基分布式检测是一个十分有效的方法,它与传统的钢筋计,土压力盒等点式检测技术相比,具有分布式、一端检测,不需回路、长距离、耐久性好、成活率高、抗干扰强和与被测物协调性能好等优点,可作为一种新型的分布式桩基检测技术加以推广。

摘要： 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、应力检测。尝试将这一技术应用于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的检测：研发了一套传感光纤的埋设工艺;提出了一种基于小波分析和移动平均法的BOTDR检测数据频谱处理方法;通过一个工程实例对这一技术应用于钻孔灌注桩检测的可行性进行了论证。研究结果表明：基于BOTDR光纤传感技术的钻孔灌注桩桩基分布式检测是一个十分有效的方法,它与传统的钢筋计,土压力盒等点式检测技术相比,具有分布式、一端检测,不需回路、长距离、耐久性好、成活率高、抗干扰强和与被测物协调性能好等优点,可作为一种新型的分布式桩基检测技术加以推广。

摘要： 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、应力检测。尝试将这一技术应用于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的检测：研发了一套传感光纤的埋设工艺;提出了一种基于小波分析和移动平均法的BOTDR检测数据频谱处理方法;通过一个工程实例对这一技术应用于钻孔灌注桩检测的可行性进行了论证。研究结果表明：基于BOTDR光纤传感技术的钻孔灌注桩桩基分布式检测是一个十分有效的方法,它与传统的钢筋计,土压力盒等点式检测技术相比,具有分布式、一端检测,不需回路、长距离、耐久性好、成活率高、抗干扰强和与被测物协调性能好等优点,可作为一种新型的分布式桩基检测技术加以推广。

摘要： 为研究堆于布罩渊光时域反射测量(BOTDR)原理的分布式传感光纤在工程心用中的温度效应,本文对土种单模传感光纤在不同应力状态和布设方式下的温度系数进行了标定,并对光纤的护套、温度循环、应力状态、布设方式和附着介质等因素对光纤传感性能的影响进行了分析。试验分析结果表明：不同光纤外层护套材科的热膨胀率和热稳定性是影响传感光纤温度效应及其稳定性的主要原因。普通光纤频移-温度曲线大多为折线形,且在低温下(约40°C以下至-10°C)的温度系数大于高温时的温度系数;光纤的温度敏感性与护套上的受力状态密切相关;附着于基质上的传感光纤的温度系数是纤芯-护套-基质三者变形协调的结果。

摘要： 本发明公开了一种涉及光纤应变及温度分布复合测试BOTDR及其工作方法，属于光纤传感领域。本发明提出了一种涉及光纤应变及温度分布复合测试BOTDR及其工作方法，通过对双波长布里渊后向散射信号的复用探测及信息提取，结合光纤自身的应变系数及温度系数，基于自发布里渊后向散射信号应变与温度测试原理，实现对单根被测光纤的应变分布数据与温度分布数据的提取，从而利用被测光纤自身实现其应变分布数据的温度补偿，该方法无需增加工程成本及工作量，而且无需增加测试时间，利用被测光纤自身就可以实现温度补偿，提高了实际工程应用中光纤应变分布测试精度，而且进一步扩大了布里渊光时域反射计的应用范围。

摘要： 一种基于BOTDR技术的OPGW光缆断芯原因分析与精确定位方法，属于OPGW光缆的断芯检测领域。解决了现有OTDR技术无法快速精准地将断芯位置与线路的具体位置对应的问题。技术要点：利用分布式布里渊光时域反射仪接入变电站内OPGW光缆的光纤配线架上，采集OPGW光缆故障纤芯的布里渊频移曲线，标定断芯处的光纤长度；采集完好纤芯的布里渊频移曲线；绘制生成布里渊频移曲线图；根据线路信息绘制真实比例的杆塔路径图；标注出布里渊频移突变的位置，并将杆塔路径图与布里渊频移位置对应，标注出接续杆塔处光纤的确切长度；判定断芯位置是否处于布里渊频移跳变处。本发明用于OPGW光缆断芯检测中。

摘要： 本发明提供了一种光量子BOTDR光纤温度系数自动测量方法及装置。该装置包括：依次连接的直接探测型光纤温度分布测试仪、恒温箱和计算机；所述恒温箱内设有若干用于放置样品光纤的测试光路，并对样品光纤环境温度进行模拟；所述直接探测型光纤温度分布测试仪，用于样品光纤后向弹性散射光量子功率和布里渊‑斯托克斯组分光量子功率的分布测量；所述计算机，基于样品光纤后向弹性散射光量子功率分布数据和样品光纤后向布里渊‑斯托克斯组分光量子功率分布数据，得到功率比值，基于功率比值得到所有通道的样品光纤温度标定系数。

摘要： 本发明提供了一种基于BOTDR和OTDR的OPGW光缆故障定位与预警方法，该方法包括：选取OPGW光缆的多个空余纤芯，利用OTDR和BOTDR分别测试多个空余纤芯的损耗和布里渊频移数据；基于多个空余纤芯的布里渊频移数据，确定熔接点；将所确定的熔接点与杆塔信息中的熔接杆塔位置进行对应，以定位熔接杆塔和应变异常区域；基于测试所得的多个空余纤芯的损耗以及熔接点与熔接杆塔位置的对应关系，识别非熔接点处大于第一阈值的损耗点，作为候选故障点；若候选故障点位于应变异常区域内，则进行故障点预警且预警的类型为第一类型。本发明的上述方法，能够为OPGW光缆运行提供更为精确的预警手段，准确定位应变和衰减异常的区域，具有重要意义。

摘要： 本发明是一种基于YOLOv4卷积神经网络的BOTDR分布式光纤传感系统，系统中光信号发送模块内激光器发出的光经过第一耦合器分为探测光和参考光，探测光经过处理后发送到传感光纤模块内的光纤内并自发布里渊散射，散射光与参考光通过第二耦合器完成光学拍频后利用光电探测器探测采集；采集到的布里渊散射光的时域电信号做快速傅里叶变换得到三维频谱图并压缩成二维频谱图，运用卷积神经网络对二维频谱做目标检测，对发生频移的部位和频率基底目标定位并获取其频率和功率信息，最后计算出温度和应变信息。该方案利用散射光频谱图中的有效信息来获取实际的传感信息，提高BOTDR分布式光纤传感系统的测量速度和精度。

摘要： 一种基于BOTDR和OTDR的OPGW故障定位方法及装置，属于光纤通信领域，用以解决现有技术中由于不能精确定位杆塔的位置导致故障定位不准确的问题。本发明首先利用BOTDR测量布里渊频移跳变，并结合杆塔明细表中档距、塔高及杆塔类型信息，识别接续点并定位接续杆塔；进一步利用OTDR测量损耗来识别利用BOTDR不能识别到的接续点，从而精确定位所有接续点；对于非接续杆塔定位，根据OPGW光缆内部纤芯受力形态或根据相邻接续杆塔的定位结构获取非接续杆塔位置及其对应的累计光纤长度；最后利用BOTDR或者OTDR测量待测光缆，并结合接续杆塔及非接续杆塔位置及其对应的累计光纤长度判断故障所处杆塔。本发明可以精准定位接续点，为维护和校验杆塔明细表提供重要参考。

摘要： 本发明提供了一种基于BOTDR和OTDR的OPGW光缆故障定位与预警方法，该方法包括：选取OPGW光缆的多个空余纤芯，利用OTDR和BOTDR分别测试多个空余纤芯的损耗和布里渊频移数据；基于多个空余纤芯的布里渊频移数据，确定熔接点；将所确定的熔接点与杆塔信息中的熔接杆塔位置进行对应，以定位熔接杆塔和应变异常区域；基于测试所得的多个空余纤芯的损耗以及熔接点与熔接杆塔位置的对应关系，识别非熔接点处大于第一阈值的损耗点，作为候选故障点；若候选故障点位于应变异常区域内，则进行故障点预警且预警的类型为第一类型。本发明的上述方法，能够为OPGW光缆运行提供更为精确的预警手段，准确定位应变和衰减异常的区域，具有重要意义。

摘要： 本发明提供了一种BOTDR和BOTDA融合使用的布里渊频移的提取方法，综合使用BOTDR和BOTDA技术，实现对BOTDA布里渊频移的快速、精准提取，提高采集数据的效率和利用率，在利用BOTDR系统测量反斯托克斯光中心频率的基础上，在BOTDA系统中从反斯托克斯光中心频率向两端以算法中设定的步长扫频，获得对应频率点的布里渊增益，绘制出布里渊增益谱，利用洛伦兹拟合的模型拟合曲线，提取到拟合曲线的中心频率，从而提取出布里渊频移，进而实现对相应物理量的传感。

摘要： 本实用新型涉及道路工程领域，特别是涉及一种基于BOTDR技术的承载式道基沉降监测结构。本实用新型提供一种基于BOTDR技术的承载式道基沉降监测结构，包括道面本体，所述道面本体包括路面层和道基层，所述道基层中设有道基沉降监测系统，所述道基沉降监测系统包括第一光缆、第二光缆、承载件和单点沉降测量仪。本实用新型所提供的基于BOTDR技术的承载式道基沉降监测结构，有别于传统的点式监测方法，采用分布式光纤作为传感介质与传输通道，将光缆固定在测试管的上下两侧，随着土体的不均匀沉降，测试管发生沉降与弯曲，并直观反映到贴于测试管上下两侧的光缆上，且不受温度等环境因素的影响。

摘要： 本实用新型公开了基于BOTDR的变压器绕组变形测试仪，包括测试仪本体，两组挡板的另一端固定连接有束线带，拉动拉环将线束穿过束线带，松开拉环即可通过加压弹簧对线束进行收紧，收紧效果好，且过程方便快捷，铰链的上端活动连接有折叠杆，折叠杆的交叉处设置有活动连接件，且活动连接件的内部设置有发条，可将支脚随时拉出和收回，即不影响正常的运输，也减少设备直接与地面的接触，避免磨损，连接块的上端固定连接有连接轴，连接轴的两端分别固定连接有活动球，且活动球活动套接在活动孔的内壁间，使得支撑圆盘可在一定的角度范围内进行转动，四组支撑圆盘配合可以适应部分不平整以及倾斜的底面，使得设备放置平稳，防止影响设备的测试结果。