分布式光纤传感技术

摘要： 当基坑施工遇到岩溶时,存在比较大的安全隐患,故在基坑施工过程中落实基坑监测显得尤其重要。近年来,分布式光纤传感技术被应用于结构健康监测,文章将此技术应用于岩溶区基坑监测,研究基坑开挖时支护结构的应变、弯矩与水平位移的变化规律,实现灌注桩的分布式监测功能。通过钢筋应力计监测结果证明了光纤监测结果的准确性。与钢筋应力计、应变片等方法相比,分布式光纤传感技术具有精度高、存活率高、分布式测量等优点。

摘要： 分布式光纤传感技术近年来广泛应用于土木工程领域,该技术具有分布式测量、耐久性好、施工方便等优点。本文将此技术应用于岩溶区灌注桩检测,研究岩溶区灌注桩荷载传递规律和桩身附近溶洞存在位置,通过钢筋应力计测量结果验证了光纤传感技术在岩溶区灌注桩检测中应用的可行性。结果表明,该技术可实现岩溶区灌注桩完整性的分布式检测功能,并能判断桩身周围溶洞存在位置区间。相对于钢筋应力计、应变片等传统的检测方法,分布式光纤传感技术具有更高的检测精度和更广的测量范围。

摘要： 桩基检测是分析桩基础施工质量的重要手段,有利于提高桩基检测的可靠性。文章对分布式光纤传感技术在桩基检测中的应用进行研究,在明确技术发展和应用原理的基础上,强调关键实施环节,希望能够起到积极的促进作用,不断提升分布式光纤传感技术的应用水平,为桩基检测工作提供更好的思路和方法。

摘要： 因自然灾害等引起的铁路高边坡滑移、隧道口落石、路基及桥梁沉降等病害,严重影响行车的安全。对杭绍台铁路侵限及沉降监测需求进行分析,设计了采用分布式光纤、智能视频分析等技术的侵限及沉降监测系统。系统上线运行后,能对全线发生的车辆撞击限高架事件告警并记录相关数据,被监测处的路基、桥梁、高边坡状态稳定。经主动模拟试验,系统功能满足运营要求,减少了工务部门巡查的工作量,提升了铁路智能运维水平。

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： 海南联网系统500 kV海底电缆运行环境复杂多变,会直接影响到海底电缆的运行状态.为了有效掌握海南联网系统三相31 km海底电缆的运行状态,研究充油海底电缆运行状态综合在线监测技术至关重要.文中根据海底电缆实际运行监测要求,结合充油海底电缆捆绑通信光缆的这一特殊结构,开展了基于布里渊光时域分析的分布式光纤温度传感技术研究,建立了基于IEC 60287热路模型的充油海底电缆的温度热场分布的热路模型,研制了500 kV充油海底电缆运行状态综合在线监测系统,完成了系统的现场安装及挂网运行.该系统能实时监测海底电缆的温度、油流以及油压等运行参数,通过海底电缆温度、油流以及油压历史数据分析,表明系统可实时监测海底电缆的运行状态及稳定可靠运行.

摘要： 为了解双排圆形桩在基坑支护中的变形规律和内力分布特性,结合BOTDA分布式光纤传感技术和深层位移监测技术对双排桩在基坑开挖过程中的变形及内力响应进行测试.通过在前、后排桩分别布设传感光缆,采集了从基坑开挖过程到稳定后的应变对双排桩的变形特性及内力,并引入数值模拟与之对比分析.研究结果表明:光纤监测推算的桩身扰度与相应位置的测斜监测的桩身侧向位移曲线规律基本一致,基坑整体变形较小且处于稳定状态,双排圆形桩起到了很好的支护效果;通过监测应变能真实反映桩身内力分布及传递规律,对比数值模拟成果,双排桩实测弯矩剪力值明显小于模拟值,分布规律基本一致,在前、后排桩上的系梁连接点及坑底以下2 m附近的弯矩较大,后排桩分担的荷载大于前排桩的;基坑开挖完成后,坑底以上土压力的分布形式呈现"上下部小,中部大"的中凸特征,实测土压力值也小于经典土压力法理论计算值.

摘要： 在传统的混凝土结构应变测试中,通常采用表面粘贴式和埋入式应变花来测试应变变化情况,这种方法因其稳定可靠性,已经广泛的应用在各种混凝土应变测试中。近年来,随着光纤传感技术的不断发展,分布式光纤因其独有的特性而受到关注。本文使用基于瑞利散射原理的分布式光纤传感技术,对混凝土结构进行表面应变测试,并通过与常规的表面粘贴式和埋入式应变花数据对比,讨论分布式光纤传感技术在混凝土应变测试中的可行性与可靠性。同时展望分布式光纤传感技术在其他领域的应用前景。

摘要： 综述了分布式布里渊和瑞利光纤传感技术的主要技术原理、特点及发展概况,包括布里渊光时域分析技术、布里渊相关域分析技术、动态布里渊光纤传感技术、瑞利光时域反射计技术和光频域反射计技术五项主要技术.在此基础上,对分布式光纤传感技术在航空领域的应用进行了回顾,并对其在航天领域的可能应用进行了探讨.

摘要： 将分布式光纤传感技术引入滑坡监测,可快速准确地获取滑坡体及其防治结构的变形特征,有效地弥补了传统监测手段如钢筋计、钻孔测斜仪等获取参数不连续、误差较大等不足.将分布式光纤传感技术中的BOTDA(基于布里渊光时域分析技术)运用于“973”项目的子课题——秭归县马家沟滑坡的抗滑桩实时变形监测中,实现了分布式、连续性的测量,并将监测获取的数据结合单筋矩形正截面受弯构件模型,计算出沿桩身分布的弯矩及应变差,通过对弯矩和应变差进行分析,获取滑坡滑动带所处深度和抗滑桩的变形情况,将分析得到滑动带深度与滑坡现场勘察资料比对,其空间位置一致性较高.初步验证BOTDA(布里渊光时域分析技术)在滑坡防治结构监测中的可行性,为该技术在滑坡工程中的应用提供了一定的借鉴意义.

摘要： 布里渊光时域分析技术(BOTDA)具有抗干扰、防腐蚀、精度高、能实现连续性测量等优点.在工程应用中,其涉及的主要技术问题之一为确定光缆的应变系数、温度系数,建立布里渊散射频移与温度、应变的定量关系.提出应变光缆和测温光缆的标定方法,并通过大量的试验,得到光缆的应变系数及温度系数.同时提出利用应变光缆测试应变,测温光缆测试温度的方法.该研究对分布式光纤传感技术的推广应用具有重要意义.

摘要： 针对分布式光纤传感技术在堤防工程健康监测上应用的关键技术和实施问题,构建了基于分布式光纤传感器、侧重堤防形变和渗漏两大隐患的健康监测系统;以室外修建的大型实体堤防模型健康监测为例,探讨了分布式光纤传感器的布设方案和配套专用监测软件的开发,给出了试验测试结果,可作为进一步研究渗漏和形变隐患的预警判据,为分布式光纤传感技术在堤防工程健康监测上的实际应用提供参考.

摘要： 研究了分布式光纤传感技术在钻孔灌注桩静荷载试验中的应用,介绍了光纤测试的整个试验过程,并根据试验数据分析计算出桩身轴力与桩侧摩阻力随深度分布,桩端阻力、桩侧摩阻力随桩顶荷载增加的变化规律,并和传统方法焊接钢筋计监测结果进行相互对比论证分析,使得桩基测试结果更加准确可靠.

摘要： 传统的深孔测温技术存在着传感器耐温性差、对地层扰动大和单点漏测等缺陷,难以满足深部地热勘查的野外环境需求,也不利于开展长期监测技术应用,因此作者将分布式光纤传感技术应用于高温深孔的温度测试研究中,根据不同的野外条件和应用需求,可实现深孔地热勘查以及长期动态监测.本文论述了分布式光纤深孔测温技术的基本原理、测试系统和辅助配套装备.在此基础上,以青海省共和县典型地热深孔为例,简述了光纤传感测温技术野外现场数据采集与结果分析.实践证明分布式光纤测温技术在深孔地热勘查中能够很好地解决高温高压、抗干扰、分布式测量等技术难题,是深孔地热勘查、资源评估及地热资源开发利用中重要的测试手段,对光纤传感技术的应用领域具有重要的推广意义.

摘要： 结合淮南某矿实例,设计了煤层底板变形的分布式光纤监测方案,采用BOTDR(Brillouin Optical Time Domain Reflectometer,布里渊光时域反射计)分布式光纤传感技术,对埋设在煤层底板内的传感光缆的变形状态进行了监测,结合煤层底板的地层结构和传感光缆应变的时空演化规律,分析了工作面在推进过程中,煤层底板岩体变形的分布特征及其变化规律.结果表明BOTDR分布式光纤传感技术可以比较准确地反映煤层底板的变形情况,能够监测底板渐进变形破坏发展的全过程,进而可以对底板的破坏深度做出比较准确的判断.本次研究为煤层地板破坏深度的探测提供了一种新方法.

摘要： 地面沉降具有变化缓慢、趋势多变和范围广等特点.当前的传统测量法(包括水准测量、基岩标和分层标测量等)和InSAR、GPS等主要方法的监测存在不持续、分辨率低、不适应高动态及监测精度有限等缺陷,无法满足高精度、长期自主持续监测的发展要求.集信息采集与传输为一体的分布式光纤传感技术,具有沿光纤链路一维空间连续感知和传输外界信号的特点,且无需外部供电和不存在检测盲区,为地面沉降的大范围、长期持续监测提供了新方法和新途径.本文通过深入分析各种典型的地面沉降与分布式光纤传感技术,提出基于分布式光纤传感物联网、大数据和云计算的系统架构,对地面沉降过程中发生的温度、应力等物理变化进行监测,并将持续的监测数据上传云计算平台,再通过深层的数据挖掘与分析,研判沉降机理和沉降规律,可以对地面沉降进行及时和广泛的预测.

摘要： 研究了BOTDR分布式光纤传感技术在钻孔灌注桩静荷载试验中的应用,介绍了测量的整个试验过程,并根据试验数据分析计算了桩身轴力与桩侧摩阻力随深度分布,桩端阻力、桩侧摩阻力随桩顶荷载增加的变化规律,为施工工艺和成桩参数提供参考.

摘要： 随着集中供热工程的大力发展,对热力管网的运行管理提出了越来越高的要求.为保障供热系统的高效稳定运行,运用先进的管网智能监测技术具有重要意义.本文简述了拉曼型和布里渊型分布式光纤传感技术的工作原理及技术特点,并针对性地描述了该技术在热力管网实时监测中的应用及运用分析.

摘要： 近30年来,随着基础设施建设和工业化、城镇化进程的加快,我国各地出现了一系列与地面变形相关的灾害,造成了很大的经济损失和人员伤亡.地面变形的监测对预防地面塌陷、地面沉降和地基失稳等灾害有着极其重要的地位,亟需一种灵敏度高、动态范围大、性能稳定同时兼顾经济性的监测系统,以弥补常规技术在实时性、覆盖面与精度等方面的不足.本文详细介绍了分布式光纤传感(DFOS)的基本原理和其在地面变形监测工作中的独特优势,列举了几种常见的DFOS技术,并综述了这些技术的研究进展及其在地面变形机理研究及工程实践中的应用,对不同的监测方案和铺设工艺进行了对比分析.最后总结了基于DFOS的地面变形监测技术当前存在的瓶颈,指出了今后该课题研究的发展趋势.

摘要： 本发明提供了一种分布式光纤带及分布式光纤传感管网监测装置，涉及管网监控技术领域。分布式光纤带包括：外护套、包覆层、填充物、温度感测光纤和振动监测光纤，外护套的内部设有至少一层填充物，每层填充物中埋有相互不接触的至少一根温度感测光纤和至少一根振动监测光纤，每层填充物的外围设有包覆层；填充物为与空气或水接触会释放热量的物质。本发明还涉及分布式光纤传感管网监测装置，光纤带采用分层结构，结合有特殊检测功能的填充物，监测装置能监测到管线是否受到外力破损，迅速准确的判断出发生故障的实际位置和灾害程度，很大程度提高了管线监测的可靠性和及时性，解决了现有技术中难以实现实时监测管线破损准确定位的问题。

摘要： 一种基于分布式光纤温度传感器的分布式光纤感温探测系统，由以下几个部分组成：信号处理系统、声光报警系统、供电系统;信号处理系统包含测温主机和控制计算机，测温主机即分布式光纤温度传感器，用于实现信号的采集、放大和转换；控制计算机包含专用测试控制软件，主要实现数据的处理、显示、功能控制能；声光报警系统实现指示功能，当结果满足设定条件时，能够产生相应的报警声和光信号；包含消音、复位和自检功能；供电系统包含主电、消防电源与蓄电池，消防电源可实现主、备电的自动切换，并具备供电异常报警功能；同时该部分还具有防雷击和电流过保护功能。系统有多个测温通道，可根据不同的需求进行扩展。

摘要： 一种分布式传感光纤，其特征是分布式传感光纤是在一根普通单模光纤上刻写上千个超低反射率的光纤光栅，使得普通单模光纤与光纤光栅成为一体，光纤光栅的反射率R设定在0.1%‑1%，有效降低了多径反射。一种光强分布式解调系统，它包括分布式反馈半导体激光器、声光调制器、环形器、耦合器、分布式传感光纤、光电探测器和光强解调装置；分布式反馈半导体激光器发出连续激光进入到声光调制器，被调制为脉宽为W的脉冲激光，脉冲激光进入到环形器依次遍历分布式传感光纤上的第一光栅、第二光栅、第三光栅，一直到第N光栅，反射光从环形器的C3端进入非平衡干涉仪进行干涉，非平衡干涉仪输出的干涉光进入到光电探测器，光电探测器输出电信号至光强解调装置。

摘要： 本发明公开了一种分布式光纤带及分布式光纤传感管网监测装置，分布式光纤传感管网监测装置包括分布式光纤带、相干激光器、光检测器、布里渊时域反射计以及服务器，分布式光纤带包括外层保护套、内层保护套、定位弧、固定条、星形架、固定套以及抗弯折螺旋线，所述定位弧内设有振动监测光纤，所述固定套内设有温度感测光纤。本发明属于管网监控技术领域，具体是提供了一种方便其他相关线路布置，光纤不易过度折弯受损，弯折幅度降低，温度检测更灵敏的分布式光纤带及分布式光纤传感管网监测装置。

摘要： 本发明提供了一种分布式光纤带及分布式光纤传感管网监测装置，涉及管网监控技术领域。分布式光纤带包括：外护套、包覆层、填充物、温度感测光纤和振动监测光纤，外护套的内部设有至少一层填充物，每层填充物中埋有相互不接触的至少一根温度感测光纤和至少一根振动监测光纤，每层填充物的外围设有包覆层；填充物为与空气或水接触会释放热量的物质。本发明还涉及分布式光纤传感管网监测装置，光纤带采用分层结构，结合有特殊检测功能的填充物，监测装置能监测到管线是否受到外力破损，迅速准确的判断出发生故障的实际位置和灾害程度，很大程度提高了管线监测的可靠性和及时性，解决了现有技术中难以实现实时监测管线破损准确定位的问题。

摘要： 一种基于分布式光纤温度传感器的分布式光纤感温探测系统，由以下几个部分组成：信号处理系统、声光报警系统、供电系统;信号处理系统包含测温主机和控制计算机，测温主机即分布式光纤温度传感器，用于实现信号的采集、放大和转换；控制计算机包含专用测试控制软件，主要实现数据的处理、显示、功能控制能；声光报警系统实现指示功能，当结果满足设定条件时，能够产生相应的报警声和光信号；包含消音、复位和自检功能；供电系统包含主电、消防电源与蓄电池，消防电源可实现主、备电的自动切换，并具备供电异常报警功能；同时该部分还具有防雷击和电流过保护功能。系统有多个测温通道，可根据不同的需求进行扩展。

摘要： 基于拉曼效应的分布式放大器，该系统包括一个或多个不同波长的泵浦激光器(5)并且结合了数量可变的光纤反射镜(6)。这些元件在光纤传感器(4)或测量对象内引发了以虚拟透明模式传播传感器或测量装置信号所需的条件，提高了传感器和测量装置信号的信噪比，提高了动态范围并将传感器和测量装置的范围增加了250km。

摘要： 本实用新型提供了一种分布式光纤带及分布式光纤传感管网监测装置，涉及管网监控技术领域。分布式光纤带包括：外护套、包覆层、填充物、温度感测光纤和振动监测光纤，外护套的内部设有至少一层填充物，每层填充物中埋有相互不接触的至少一根温度感测光纤和至少一根振动监测光纤，每层填充物的外围设有包覆层；填充物为与空气或水接触会释放热量的物质。本实用新型还涉及分布式光纤传感管网监测装置，光纤带采用分层结构，结合有特殊检测功能的填充物，监测装置能监测到管线是否受到外力破损，迅速准确的判断出发生故障的实际位置和灾害程度，很大程度提高了管线监测的可靠性和及时性，解决了现有技术中难以实现实时监测管线破损准确定位的问题。

摘要： 本实用新型涉及油田开采技术领域，为解决现有技术的光纤温度传感系统改变距离分辨率的过程复杂的技术问题，本实用新型提供一种光纤分布式温度传感器和光纤分布式测温系统，包括传感器载体、传感光纤和传输光纤；所述传感器载体上设置有光纤槽位，所述传感光纤环绕设置于所述光纤槽位内；所述传输光纤的一端与所述传感光纤相连，所述传输光纤的另一端用于与测温硬件系统相连。本申请的光纤分布式温度传感器能够实现灵活的对距离分辨率进行调节，调节过程简单，可靠性高，并且能够具有较高的距离分辨率。

摘要： 一种分布式传感光纤，其特征是分布式传感光纤是在一根普通单模光纤上刻写上千个超低反射率的光纤光栅，使得普通单模光纤与光纤光栅成为一体，光纤光栅的反射率R设定在0.1%-1%，有效降低了多径反射。一种光强分布式解调系统，它包括分布式反馈半导体激光器、声光调制器、环形器、耦合器、分布式传感光纤、光电探测器和光强解调装置；分布式反馈半导体激光器发出连续激光进入到声光调制器，被调制为脉宽为W的脉冲激光，脉冲激光进入到环形器依次遍历分布式传感光纤上的第一光栅、第二光栅、第三光栅，一直到第N光栅，反射光从环形器的C