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光纤传感器工作原理
光纤传感与安全保障系统基于一项光纤传感专利技术。该技术能够使光缆进行通信的同时,还可用于报警或者进行系统完整性测试。 因而,该技术能够提供连续、实时的监控,即使是轻微的的物理干扰,如触摸、夹住或弯曲,既能监控光纤链路,也可以监控与光纤链路连接的结构、设备或地面。
光纤不仅仅用于信号传输,在感测应用中采用光纤,可使干扰影响从目标结构传到光纤,这样光纤传输的光的部分特性就会改变。通过配置专门的感测仪表就能监测使光的特性(即衰减、相位、波长、位移、损坏、破坏、振动/频率、冲击、声发射、温度、负载。
光纤传感器技术设备的区分是基于光调变方式不同。光传感器可以是内置也可以是外置的,取决于光纤是用于感测还是传输信息。如感测距离分布在不连续的区域内,它们能够作为“点”传感器;如果一个传感器能够不间断地感测整个检测长度,称为“分布式”传感器;“半分布式”传感器使用点传感器感测整个检测长度。光纤传感器可传送光信号,并且可以通过映射光纤端面来反向光信号。因此,光纤传感器实际上是一种传感设备。它不象电子应变仪、压电式传感器等传统传感器那样局限于单一的配置和工作方式。
光纤传感器核心技术
大多数光纤传感器基于点传感设备,这样覆盖大区域或长距离就需要大量的传感器。这样的系统的成本和复杂性使得系统的应用受到限制甚至无法实施。
目前,只开发和商品化极少数分布式技术。大多数已开发的分布式技术只能监控温度,少数能够准确定位位置和区域。它们简单地检测、警报,有时能够验证事件的发生。而且,大多数技术只能进行表态或参数变化很少的监控,受限于测量非常窄并且低功率的光脉冲反向的舆时间的要求(大多数基于OTDR技术)
但是,现实要求我们必须获得实时的、半静态、动态的光纤及其位置的干扰信息,特别是OTDR技术无法检测的瞬间事件。光纤分布式振动传感技术的专利基于独特的光纤传感器。传感是通过对多模光纤的外部干扰使用基于模态分布调制(有效改变强度)的干涉效应来实现的。该技术修正了多模光纤传感器的大多数弱点,提供真正本地的、稳定的和线性的传感。以这种方式,安装了传感器的光纤就具有了干扰响应功能。干扰形式可以是物理移动(即压缩(径向或轴向)、拉伸、扭曲、振动等)或颤噪效应(即应力行波或声发射)。
传感器可以配置于任何长度的光纤,即可以进行点传感,也可以在非常长的距离上(超过50km)进行分布式传感。该技术的主要优势之一就是能够根据不同的应用改变传感距离。这一优势在与长距离通信系统共同工作时尤为重要。传感距离只受限于传输系统的光功率分配。因此长距离的传感要求大功率的激光。
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