分布式光纖傳感技術簡介

目前網(wǎng)上有很多分布式光纖傳感的資料，各種原理的都有，很雜，貌似光纖傳感啥都能做。其實很多都是過時的東西，而且盡管理論上能用，實際布置的難度，以及環(huán)境適應性都不能保證。

光纖傳感技術發(fā)展已經(jīng)有近40年歷史，經(jīng)歷了點式測量，到準分布式，再到分布式的傳感技術的發(fā)展。光纖傳感主要是進行應變和溫度測量，通過二次開發(fā)或者設計特殊的封裝結構來測量加速度，壓力，位移等其他參量。
FBG為第一代光纖傳感技術，現(xiàn)在較為成熟，用于應變測量和溫度測量，市場有成熟的封裝產(chǎn)品，比如美國的MOI（micron optics），采樣率可以高達5K Hz，有各種安裝方式的傳感器（焊接固定、環(huán)氧膠粘接固定、螺栓固定等方式），以及適用于工程環(huán)境的高性能解調(diào)儀，能夠在惡劣環(huán)境常年穩(wěn)定工作。

隨著測試需求的提高，第二代分布式光纖傳感技術應運而生，現(xiàn)在主要產(chǎn)品有基于布里淵散射的BOTDR和基于瑞利散射的OFDR。BOTDR技術能夠實現(xiàn)長距離的分布式傳感，空間分辨率一般在cm級別或者更大，比較適合橋梁，隧道，能源管道，邊坡等應變監(jiān)測，BOTDR的缺點是采樣率低，一般每次數(shù)據(jù)采集時間為幾十秒至數(shù)分鐘，實時性較差。而OFDR的空間分辨率可以達到1mm左右，適合短距離高精度的測量。比如，復合材料部件的疲勞測試，監(jiān)測材料內(nèi)部裂紋生長過程；結構件承重應變測試；有限元模型驗證，將傳感光纖粘貼在結構件表面，通過大量應變測試數(shù)據(jù)對軟件模型進行驗證；更多應用領域還有待相關技術人員與需求單位共同開發(fā)。目前OFDR最有代表性產(chǎn)品為美國LUNA公司的ODISI系列產(chǎn)品，目前最新型號為ODISI-B（ODISI-6100還沒上市），其關鍵系統(tǒng)指標為：最高空間分辨率1.28mm，最長傳感距離20m（為標配，也可定制加長），采樣率最大250Hz。采樣率可以保證真正意義上的實時監(jiān)測，高空間分辨率可以保證正真意義的分布式傳感測量，這兩項指標是其他公司產(chǎn)品不能相比的。所以，ODISI比較適合進行高精尖的設計研發(fā)。
附件是應變片與分布式光纖傳感器的比較，以及ODISI的應用。

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