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光纤光栅解调仪与分布式光纤温度传感系统的区别

光学仪器 浏览:7 回复:0 收藏

zhangpiao  2024-12-19 16:51

1. 原理方面

○ 光纤光栅解调仪


● 基于光纤光栅(FBG)的原理。光纤光栅是一种对波长有选择性反射的光纤器件,当外界物理量(如温度、应变)作用于光纤光栅时,其反射波长会发生漂移。光纤光栅解调仪就是通过检测这种反射波长的变化来获取被测量(如温度、应变等)的信息。它主要是对光纤光栅传感器进行信号解调,重点在于分析特定光纤光栅反射光的波长变化。


○ 分布式光纤温度传感系统


● 利用光纤中的光散射效应,如拉曼散射、布里渊散射等。以拉曼散射为例,当光在光纤中传输时,会发生拉曼散射,其中反斯托克斯光强度对温度敏感。通过检测光纤沿线不同位置的反斯托克斯光与斯托克斯光强度的比值,结合光在光纤中的传输时间,可以得到光纤沿线温度分布情况。它能够在整个光纤长度上实现温度的分布式测量,而不是像光纤光栅解调仪那样针对特定的光栅点。


2. 测量范围和精度


○ 光纤光栅解调仪

● 测量精度相对较高,一般可以达到微应变级别或者更小的波长分辨率,能够精确地测量每个光纤光栅传感器位置的物理量变化。但是它的测量范围取决于光纤光栅的数量和布置位置,通常是在安装有光纤光栅的离散点上进行测量。


○ 分布式光纤温度传感系统


● 测量范围是沿着光纤的整个长度分布的,可以实现长达数千米甚至数十千米的光纤沿线温度监测。不过其温度分辨率相对光纤光栅解调仪可能稍低,一般在1℃左右(不同系统有所差异),主要用于获取大范围内的温度分布情况,对于高精度单点测量能力不如光纤光栅解调仪。


3. 应用场景


○ 光纤光栅解调仪

● 适用于需要对结构的关键部位进行精确的应力/应变和温度监测的场合。例如,在大型桥梁的关键支撑部位、飞机机翼的关键结构部件等安装光纤光栅传感器,通过光纤光栅解调仪来监测这些部位在荷载、温度变化等情况下的物理量变化,以评估结构的安全性和健康状况。


○ 分布式光纤温度传感系统

广泛应用于需要监测大范围内温度分布的领域,如电力电缆的温度监测,能够及时发现电缆的过热点,防止火灾等事故;在石油化工管道的温度监测中,可以沿着管道敷设光纤,实时监测管道周围的温度变化,对泄漏等异常情况进行预警;还可用于隧道火灾监测,能够快速定位火灾发生位置,因为它可以获取整个隧道内光纤沿线的温度变化情况。


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