Overzicht van gedistribueerde glasvezelsensoren

Gedistribueerde optische vezelsensor is een sensor die unieke gedistribueerde optische vezeldetectietechnologie gebruikt om de ruimtelijke distributie en tijdsafhankelijke informatie langs het transmissiepad van de optische vezel te meten of te bewaken. Het rangschikt de optische vezel langs het veld en kan tegelijkertijd de ruimtelijke verdeling van het gemeten veld en de veranderingsinformatie in de tijd verkrijgen, wat aantrekkelijk is voor veel industriële toepassingen. Het principe van het gedistribueerde optische vezeldetectiesysteem is om tegelijkertijd optische vezel te gebruiken als het detectiegevoelige element en transmissiesignaalmedium, en geavanceerde otdr-technologie en ofdr-technologie aan te nemen om veranderingen in temperatuur en spanning op verschillende posities langs de optische vezel te detecteren om echt gedistribueerde meting te realiseren. Het principe van micronoptische temperatuurmeting is een gedistribueerd temperatuurmeetsysteem op basis van het raman-verstrooiingseffect; het principe van rekmeting is een gedistribueerd temperatuur- en rekdetectiesysteem op basis van brillouinverstrooiing, dat tegelijkertijd temperatuur en rek kan meten. Het gebruikt een detectievezel die gevoelig is voor een specifiek gemeten veld om het basisverlies of de verstrooiing over de lengte van de vezel te meten. Gebruik gewoonlijk otdr-technologie (optische tijddomeinreflectometer), verkrijg de ruimtelijke veranderingsinformatie van het gemeten veld uit de uitvoerinformatie. Daarom kan deze continue distributiesensor de distributie van het gemeten veld over de lengte van de optische vezel met een bepaalde ruimtelijke resolutie verkrijgen. De otdr-technologie is momenteel een onmisbaar apparaat voor het lokaliseren en diagnosticeren van fouten (zoals breekpunten) in glasvezelcommunicatie. De meest basale vorm van gedistribueerde optische vezelsensor is om otdr direct te gebruiken om buitensporig lokaal verlies langs de lengte van de optische vezel te detecteren. Gedistribueerde optische vezeltemperatuurwaarneming aanvankelijk gedemonstreerd. Het maakt gebruik van het kenmerk dat de terugverstrooiingscoëfficiënt verandert met de temperatuur. Om de meetgevoeligheid te verbeteren, wordt een vloeibare kernvezel gebruikt. Het nadeel van dit schema is dat de gevoeligheid van de vezel met vaste kern extreem laag is, de vezel met vloeibare kern onpraktisch en dat het ontvangen signaal gerelateerd is aan de modusstructuur. Omdat de dubbele brekingsparameters in single-mode vezels gevoelig zijn voor vele fysieke grootheden, zoals spanning, druk, elektrisch veld en magnetisch veld. Daarom heeft deze afgeleide otdr-technologie een breed toepassingspotentieel. De basis otdr-technologie is in wezen een optische radar. Het principe van optisch variërend tussen gewone radar en gedistribueerde optische vezelsensor is vergelijkbaar. Om de ruimtelijke resolutie van de meting te verbeteren, zijn verschillende technologieën afgeleid, zoals continue golfbereikaanpassing (fmcw), die in wezen optische frequentiedomeinreflectietechnologieën (ofdr) zijn. Verschillende onderzoekers hebben gerapporteerd dat ze de relatie tussen Raman-verstrooiing en temperatuur gebruiken om gedistribueerde temperatuurwaarneming te vormen. Een daarvan is om de verbeterde otdr te gebruiken om de verhouding van terugverstrooide Stokes- en anti-Stokes-componenten te analyseren. Onlangs is melding gemaakt van een gedistribueerde temperatuursensor die alleen de anti-Stokes-component en tweezijdige Raman otdr meet, met een meetlengte van 950 m en een temperatuurresolutie. Het belangrijkste nadeel van dit schema is dat de Raman-verstrooiingscoëfficiënt erg klein is, bijna 3 ordes van grootte lager dan Rayleigh-verstrooiing, dus het vereist een krachtige laser en een krachtige versterker met weinig ruis. Onlangs hebben sommige mensen de relatie tussen de temperatuur en absorptie of fluorescentie van zeldzame aardvezels bestudeerd om gedistribueerde temperatuurwaarneming te vormen. Het gebruik van fluorescentiekenmerken vereist echter dat zeldzame aardvezels een korte fluorescentielevensduur hebben.