分布式光纖傳感器

20世紀(jì)60年代激光器的發(fā)現(xiàn)和低損耗硅光纖的發(fā)展開辟了光纖傳感器的新紀(jì)元。對(duì)電磁干擾（EMI）的內(nèi)在不敏感性，遠(yuǎn)程檢測(cè)，危險(xiǎn)環(huán)境中的操作能力以及分布式傳感的潛力使它們特別適用于監(jiān)測(cè)大型核基礎(chǔ)設(shè)施，如冷卻劑監(jiān)測(cè)，反應(yīng)堆安全殼建筑，核廢料儲(chǔ)存場(chǎng)所等。耐輻射纖維可用于各種配置，用于溫度，應(yīng)變和其他幾個(gè)參數(shù)的分布式傳感，避免了定位許多離散傳感器的要求。此外，輻射敏感纖維可用于輻射劑量監(jiān)測(cè)，用于局部劑量沉積測(cè)量，廢物儲(chǔ)存設(shè)施中的熱點(diǎn)劑量監(jiān)測(cè)，機(jī)場(chǎng)和入境口岸的監(jiān)視等。具有激光，纖維和低噪聲探測(cè)器的可用性在中紅外區(qū)域，已經(jīng)有可能設(shè)計(jì)出新穎的分布式傳感器設(shè)備，用于感知有害的揮發(fā)性化合物，用于國(guó)土安全，特別是在機(jī)場(chǎng)，地下地鐵站和大型活動(dòng)區(qū)域。

強(qiáng)度調(diào)制，波長(zhǎng)編碼和極化等多種技術(shù)可提供強(qiáng)大的感應(yīng)功能。此外，已經(jīng)研究了幾種用于開發(fā)基于光纖的分布式傳感器的檢測(cè)技術(shù)。輻射誘導(dǎo)的吸收，閃爍，熒光，光學(xué)刺激的發(fā)光和誘導(dǎo)的折射率變化已經(jīng)用于實(shí)時(shí)劑量測(cè)量。光纖光柵基于特征的傳感器已用于極低溫，極高溫或高輻射環(huán)境下的分布式應(yīng)變測(cè)量。拉曼和布里淵散射技術(shù)用于火災(zāi)和熱點(diǎn)檢測(cè)的分布式溫度測(cè)量。中空和近紅外吸收測(cè)量結(jié)合空心纖維用于有害氣體的泄漏檢測(cè)。高級(jí)應(yīng)用的基本原理，主要組件，各種傳感系統(tǒng)以及分布式光纖傳感器的未來(lái)潛力。

分布式光纖傳感器技術(shù)原理

分布式傳感是一種技術(shù)，其中一條傳感器電纜能夠收集在空間上分布在許多單獨(dú)測(cè)量點(diǎn)上的數(shù)據(jù)（連續(xù)/準(zhǔn)連續(xù)分布）。點(diǎn)傳感器意味著在一個(gè)離散的點(diǎn)監(jiān)視參數(shù);?準(zhǔn)分布式傳感器系統(tǒng)涉及將有限數(shù)量的離散傳感器布置為線性陣列，而在完全分布式感測(cè)模式中，沿著光纖路徑連續(xù)監(jiān)測(cè)感興趣的測(cè)量參數(shù)，從而提供沿光纖的參數(shù)的空間映射。

各種傳感模式：點(diǎn)，多點(diǎn)準(zhǔn)分布和完全分布。

在常規(guī)傳感中，例如對(duì)于溫度，每個(gè)測(cè)溫點(diǎn)需要單個(gè)傳感器，例如熱電偶或PT100鉑電阻，而分布式傳感同時(shí)解決許多點(diǎn)及其空間位置。通過(guò)適當(dāng)?shù)脑O(shè)計(jì)架構(gòu)，它可以通過(guò)提供氣體和冷卻劑泄漏，結(jié)構(gòu)裂縫，火災(zāi)發(fā)生，管道中的熱點(diǎn)檢測(cè)，輻射泄漏等的早期預(yù)警來(lái)增強(qiáng)安全性和安全性。兩種技術(shù)，如光時(shí)域反射計(jì)（OTDR）并且波分復(fù)用（WDM）通常用于分布式傳感。在OTDR中，脈沖激光通過(guò)定向耦合器/分離器耦合到光纖。隨時(shí)間連續(xù)監(jiān)測(cè)源自密度和成分變化的反向散射光。根據(jù)飛行時(shí)間測(cè)量確定事件的空間位置，設(shè)備基于反射光返回所花費(fèi)的時(shí)間來(lái)計(jì)算測(cè)量點(diǎn)的距離。