怒冰河 |
2018-06-21 18:01 |
分布式光纤传感技术简介
目前网上有很多分布式光纤传感的资料,各种原理的都有,很杂,貌似光纤传感啥都能做。其实很多都是过时的东西,而且尽管理论上能用,实际布置的难度,以及环境适应性都不能保证。 \ 511?ik :d<F7`k
H 光纤传感技术发展已经有近40年历史,经历了点式测量,到准分布式,再到分布式的传感技术的发展。光纤传感主要是进行应变和温度测量,通过二次开发或者设计特殊的封装结构来测量加速度,压力,位移等其他参量。 .Pe^u%J6F FBG为第一代光纤传感技术,现在较为成熟,用于应变测量和温度测量,市场有成熟的封装产品,比如美国的MOI(micron optics),采样率可以高达5K Hz,有各种安装方式的传感器(焊接固定、环氧胶粘接固定、螺栓固定等方式),以及适用于工程环境的高性能解调仪,能够在恶劣环境常年稳定工作。 ]R"n+LnI:= ;cv\v(0 随着测试需求的提高,第二代分布式光纤传感技术应运而生,现在主要产品有基于布里渊散射的BOTDR和基于瑞利散射的OFDR。BOTDR技术能够实现长距离的分布式传感,空间分辨率一般在cm级别或者更大,比较适合桥梁,隧道,能源管道,边坡等应变监测,BOTDR的缺点是采样率低,一般每次数据采集时间为几十秒至数分钟,实时性较差。而OFDR的空间分辨率可以达到1mm左右,适合短距离高精度的测量。比如,复合材料部件的疲劳测试,监测材料内部裂纹生长过程;结构件承重应变测试;有限元模型验证,将传感光纤粘贴在结构件表面,通过大量应变测试数据对软件模型进行验证;更多应用领域还有待相关技术人员与需求单位共同开发。目前OFDR最有代表性产品为美国LUNA公司的ODISI系列产品,目前最新型号为ODISI-B(ODISI-6100还没上市),其关键系统指标为:最高空间分辨率1.28mm,最长传感距离20m(为标配,也可定制加长),采样率最大250Hz。采样率可以保证真正意义上的实时监测,高空间分辨率可以保证正真意义的分布式传感测量,这两项指标是其他公司产品不能相比的。所以,ODISI比较适合进行高精尖的设计研发。 1- GtZ2 附件是应变片与分布式光纤传感器的比较,以及ODISI的应用。
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