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(shí)很多都是過時的東西,而且盡管理論上能用,實(shí)際布置的難度,以及環(huán)境適應(yīng)性都不能保證。 X'`~s}vGO
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光纖傳感技術(shù)發(fā)展已經(jīng)有近40年歷史,經(jīng)歷了點(diǎn)式測量,到準(zhǔn)分布式,再到分布式的傳感技術(shù)的發(fā)展。光纖傳感主要是進(jìn)行應(yīng)變和溫度測量,通過二次開發(fā)或者設(shè)計(jì)特殊的封裝結(jié)構(gòu)來測量加速度,壓力,位移等其他參量。 zOqn<Y@
FBG為第一代光纖傳感技術(shù),現(xiàn)在較為成熟,用于應(yīng)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(dá)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。 n1&% e6XhO
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隨著測試需求的提高,第二代分布式光纖傳感技術(shù)應(yīng)運(yùn)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(shù)能夠?qū)崿F(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(yīng)變監(jiān)測,BOTDR的缺點(diǎn)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(shí)時性較差。而OFDR的空間分辨率可以達(dá)到1mm左右,適合短距離高精度的測量。比如,復(fù)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(jié)構(gòu)件承重應(yīng)變測試;有限元模型驗(yàn)證,將傳感光纖粘貼在結(jié)構(gòu)件表面,通過大量應(yīng)變測試數(shù)據(jù)對軟件模型進(jìn)行驗(yàn)證;更多應(yīng)用領(lǐng)域還有待相關(guān)技術(shù)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(guān)鍵系統(tǒng)指標(biāo)為:最高空間分辨率1.28mm,最長傳感距離20m(為標(biāo)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(shí)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(xiàng)指標(biāo)是其他公司產(chǎn)品不能相比的。所以,ODISI比較適合進(jìn)行高精尖的設(shè)計(jì)研發(fā)。 Y))u&*RuT0
附件是應(yīng)變片與分布式光纖傳感器的比較,以及ODISI的應(yīng)用。