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分布式光纤传感器和光纤传感器的特点

发表时间:2021-03-31 16:29【

  光纤传感器的优点是灵敏度和准确性极高,固有安全性好,抗电磁干扰,绝缘强度高,耐腐蚀,传感和传输的集成以及与数字通信系统的兼容性。 总结如下:

  

  一、光纤传感器的优点、优势、特征、特点介绍:

  

  (1)灵敏度高;

  

  (2)轻巧灵活,易于安装和掩埋;

  

  (3)电绝缘性和化学稳定性。 光纤本身是具有高绝缘性和稳定化学性质的物质,适用于苛刻的环境,例如需要高压隔离,易燃和爆炸的电力系统和化学系统;

  

  (4)安全性好。 光纤传感器是一种电无源敏感元件,因此在进行测量时,不会出现诸如泄漏和电击之类的安全隐患;

  

  (5)抗电磁干扰。 通常,光波的频率高于电磁辐射的频率,因此光在光纤中的传播不会受到电磁噪声的影响。

  

  (6)可以进行分布式测量。 光纤可以实现长距离连续测量和控制,可以在任何点准确地测量应变,损伤,振动,温度等信息,从而形成了大规模的监测区域,提高了环境的探测水平;

  

  (7)使用寿命长。 光纤的主要材料是石英玻璃,其上覆盖有聚合物材料包层,使其比金属传感器更耐用。

  

  (8)传输容量大。 以光纤为总线,用大容量光纤代替笨重的多芯水下电缆,以收集和存储每个传感点的信息,并通过复用技术实现分布式光纤传感器的监控

  

  二、分布式光纤传感器

  

  分布式光纤传感技术是在1970年代后期提出的,它是随着光时域反射(OTDR)技术的出现而发展起来的,该技术至今仍在光纤工程中得到广泛使用。 在过去的十年中,已经产生了一系列分布式光纤传感机制和测量系统,并且已逐渐应用于许多领域。 目前,该技术已成为光纤传感技术中最有前途的技术之一。

  

  分布式光纤传感器是一种使用独特的分布式光纤检测技术来测量或监视沿光纤传输路径的空间分布和时变信息的传感器。 利用光纤中光波传输的特性,可以沿着光纤的长度(例如温度,压力,应力,应变等)连续进行测量。 光纤既是传感介质又是要测量的传输介质。 它沿视场布置传感光纤,可以同时获得被测场的空间分布和随时间变化的变化信息。

  

  三、分布式光纤传感器具有以下特点:

  

  1)分布式光纤传感系统中的传感元件仅为光纤;

  

  2)一次测量就可以得到被测光纤在整个光纤区域的一维分布图,并且可以通过将光纤直立成光栅形状来确定被测光纤的二维和三维分布。  ;

  

  3)系统的空间分辨率通常在米的数量级上,因此只能在其平均值中观察到较窄测量范围的变化;

  

  4)系统的测量精度与空间分辨率一般具有相互制约的关系;

  

  5)检测信号一般较弱,因此要求信号处理系统具有较高的信噪比;

  

  6)由于在检测过程中需要大量的信号加法和平均,频率扫描,相位跟踪等处理,因此完成完整的测量需要很长时间。

  

  由于光纤电缆不易受到电磁干扰的影响,因此分布式光纤温度传感系统通常用于温度监视和电源电缆热点的测量。 苛刻环境的掌握和管理以及改善现场工作环境的需求是分布式光纤温度传感系统市场稳定增长的主要原因。 同时,传感器电缆布放的技术难题也是该市场发展面临的主要障碍。 随着越来越广泛的应用,分布式光纤传感器现在主要用于6个主要领域,包括管道和海上石油平台的结构检测;以及 液体管道和大坝的泄漏检测; 道路结冰检测,铁路监控; 安全系统检测,电源线监控; 光纤通讯生产监控; 环境监测和长期温度测量。

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