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分布式光纤感测系统

光纤感测技术是一个技术体系,不同种类的光纤感测技术具有不同的特点和适用对象。常用的岩土工程分布式光纤感测技术的特点分析如下。
(1)准分布式主要是FBG技术,其用信号传输光纤把根多光纤或传感器连到一起,利用空分复用等原理,把不同传感器的光信号分开从而分析出不同传感器的监测数据。因此可减少振弦式和电阻式传感技术监测时每一个监测点都要单独铺设一根传输光纤这种麻烦,使得工程监测更加方便,成本减少、效率提高。相对于电阻式和振弦式传感器,FBG传感器更适用于对大型结构体的重点部位进行监测,如输油管线、桥梁和大坝等关键部位的多场多参量监测。
(2)全分布式光纤感测技术主要可分为:OTDR、ROTDR、BOTDR、BOTDA和BOFDA等,其中ROTDR和BOTDR具有其单端监测的优势,因而特别适用于需要进行全分布式监测的监测项目中。全分布式光纤感测技术不需要依托于传感器,只需要经过封装保护的光缆就可以使用。光缆既可以传输光信号,又可以传感光纤沿线的被测物理量。如果将传感光纤布置成二维或三维结构,就可以对地质与岩土工程结构体进行平面或立体的多场多参量监测,从而克服传统的振弦式和电阻式的监测技术存在监测盲区的缺陷,实现全面感知大地。此外,DFOS可以解决大型工程整体结构健康监测的问题,如城市轨道交通的全线火灾监测、煤矿全矿区瓦斯气体监测、大型堤防的坝底渗漏监测
等,可实现对监测对象的远程、实时、动态的自动监测。另外,全分布光纤感测技术还具有体积小、质量小、可变形性强、抗电磁干扰、绝缘性能好、抗腐蚀好以及灵敏度高等诸多优点。
(3)DFOS包括许多种感测技术,而每种技术的原理和测量物理量也一样,FBG、OTDR、ROTDR、BOTDR、BOTDA和BOFDA等各有各的优势和不足。所以,在现场的工程监测时,可按照不同的监测对象和环境,针对性地选择适合的部分,使用不同的测试和监测方式。

关键词:

光纤联系

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