高分辨率光频域反射计的发展和应用 被引量：7

1

作者 顾一弘 戴基智 代志勇 《红外》 CAS 2009年第4期37-40,共4页

光频域反射计(OFDR)是一种高分辨率测量仪器,其动态范围大,可应用于各种范围的测量。目前,在国外,OFDR技术已被广泛应用于各个领域,而国内关于这方面的研究和文章还不多。本文介绍了OFDR的基本原理和关键技术。同时,介绍了OFDR在国外的... 光频域反射计(OFDR)是一种高分辨率测量仪器,其动态范围大,可应用于各种范围的测量。目前,在国外,OFDR技术已被广泛应用于各个领域,而国内关于这方面的研究和文章还不多。本文介绍了OFDR的基本原理和关键技术。同时,介绍了OFDR在国外的应用和发展现状。 展开更多

关键词 光频域反射计 频率啁啾 光时域反射计 声光调制

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浅议高分辨率光频域反射计的发展及优点

2

作者 马俊平 邓国如 +2 位作者 张明昭 陈璞 赵锦辉 《信息通信》 2018年第3期117-118,共2页

光频域反射计(OFDR)作为高分辨率测量仪器的主要代表性产品之一,具有动态范围大,测量范围光等优点,被广泛使用于我国的光纤故障监测中,同时也为我国光纤领域的发展和建设提供了有利的保障。文章在分析OFDR技术的基本原理和光源调制方式... 光频域反射计(OFDR)作为高分辨率测量仪器的主要代表性产品之一,具有动态范围大,测量范围光等优点,被广泛使用于我国的光纤故障监测中,同时也为我国光纤领域的发展和建设提供了有利的保障。文章在分析OFDR技术的基本原理和光源调制方式之后,总结了此项技术的发展现状及优点,以供各位读者参考。 展开更多

关键词 光频域反射计 频率调制 光时域反射计 声光调制

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光频域反射在光通信网络检测中应用分析 被引量：12

3

作者 徐升槐 叶险峰 《光通信技术》 CSCD 北大核心 2010年第6期60-62,共3页

光频域反射计(OFDR)相对于光时域反射计(OTDR)而言,其动态范围与空间分辨率无制约关系,可以在不损失动态范围的情况下获得高的空间分辨率,因而可以被广泛应用于光纤传输特性检测和集成光路诊断等领域。本文分析了OFDR在光通信网络检测... 光频域反射计(OFDR)相对于光时域反射计(OTDR)而言,其动态范围与空间分辨率无制约关系,可以在不损失动态范围的情况下获得高的空间分辨率,因而可以被广泛应用于光纤传输特性检测和集成光路诊断等领域。本文分析了OFDR在光通信网络检测中的基本原理、OFDR相对于OTDR的优点,并讨论了限制OFDR使用的各种因素和目前的发展现状。 展开更多

关键词 光频域反射计 光时域反射计 空间分辨率 动态范围 限制因素

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基于OFDR的光纤链路检测的实现

4

作者 谭景甲 韩强 +3 位作者 董杰 刘志明 张志辉 盛立文 《光电技术应用》 2025年第1期7-11,46,共6页

伴随着光纤技术的快速发展,光纤网络已部署于航空航天、舰船、数据中心和工业物联网中。传统的光时域反射仪(optical time domain reflectometer,OTDR)因原理限制,难以实现高分辨率测试,在上述复杂场景中应用受限。基于瑞利散射的光频... 伴随着光纤技术的快速发展,光纤网络已部署于航空航天、舰船、数据中心和工业物联网中。传统的光时域反射仪(optical time domain reflectometer,OTDR)因原理限制,难以实现高分辨率测试,在上述复杂场景中应用受限。基于瑞利散射的光频域反射(optical frequency domain reflection,OFDR)技术可实现极高的空间分辨率、高传感灵敏度和快速的测试速率,该系列产品适用于光器件、光模块、短距离光网络的测试和故障排除,可实现从器件到光学链路全范围的插损、回损和长度测量。文中基于光频域反射法原理设计实现了一套光纤链路检测系统,针对偏振衰落效应和激光器非线性扫频等难题进行了研究,在112 m的测试链路上实现了20μm空间分辨率。 展开更多

关键词 光频域反射(ofdr) 高空间分辨率 偏振衰落 非线性扫频

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光频域反射计研究进展 被引量：1

5

作者 朱坤垚 江毅 《激光与光电子学进展》 CSCD 北大核心 2024年第5期13-29,共17页

光频域反射计(OFDR)是一种分布式光纤测量技术。将扫频激光注入光纤链路,对后向瑞利散射光进行频域分析,定位光纤链路上的反射点位置及强度。由于其具有高精度、高空间分辨率等特点,广泛地应用于航空航天、智能结构、材料加工、光学网... 光频域反射计(OFDR)是一种分布式光纤测量技术。将扫频激光注入光纤链路,对后向瑞利散射光进行频域分析,定位光纤链路上的反射点位置及强度。由于其具有高精度、高空间分辨率等特点,广泛地应用于航空航天、智能结构、材料加工、光学网络监测、生物医学等高精度测量及制造领域。本文阐述了OFDR的基本原理,介绍了提升OFDR系统性能的关键技术研究进展,最后总结了OFDR在不同领域的应用,展望了未来的发展趋势。 展开更多

关键词 光频域反射计 分布式光纤传感 后向瑞利散射 频域分析

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基于光频域反射计的分布式传感及复合传感研究进展

6

作者 唐轶 冯智宇 +6 位作者 成煜 陈明 刘厚权 邓洪昌 滕传新 邓仕杰 苑立波 《激光与光电子学进展》 CSCD 北大核心 2024年第15期23-34,共12页

分布式传感因其大容量、高空间分辨率和长传感距离的特性被广泛应用于各种传感领域。但高精度传感的需求不断增长,传统的光时域反射计已难以满足空间分辨率的需求,因此,具有更大空间分辨率潜力的光频域反射计越来越受到人们的关注,并且... 分布式传感因其大容量、高空间分辨率和长传感距离的特性被广泛应用于各种传感领域。但高精度传感的需求不断增长,传统的光时域反射计已难以满足空间分辨率的需求,因此,具有更大空间分辨率潜力的光频域反射计越来越受到人们的关注,并且逐渐展现出其在复用光学元件的优势。本文综述了光频域反射计的研究进展,包括发展高空间分辨率和长极限传感距离,介绍了当前基于光频域反射技术的分布式传感应用,总结了光频域反射计复合传感技术,包括与光纤光栅、法布里-珀罗干涉仪以及锥形光纤相结合的复合传感技术,最后对光频域反射计技术做出展望。 展开更多

关键词 光频域反射计 分布式传感 非线性相位噪声 光纤传感技术 空间性能

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面向航天领域应用的分布式光纤传感技术研究(特邀)

7

作者 王本章 张宇鹏 +5 位作者 全栋梁 叶先磊 刘飞 贾平岗 徐鹏柏 崔飞 《光电技术应用》 2024年第2期1-10,共10页

基于光纤传感网络的测量技术具备多测点、快速测量、抗电磁干扰及本征安全等优势,在航空航天、电力和土木等领域有广泛的应用前景。回顾了航天领域光纤传感技术的应用进展,围绕飞行器应用的光纤传感关键技术,着重分析了光纤传感器设计... 基于光纤传感网络的测量技术具备多测点、快速测量、抗电磁干扰及本征安全等优势,在航空航天、电力和土木等领域有广泛的应用前景。回顾了航天领域光纤传感技术的应用进展,围绕飞行器应用的光纤传感关键技术,着重分析了光纤传感器设计与制备和分布式光纤调制解调技术,以集成高密度弱反射光纤光栅传感器的热防护材料为监测对象,搭建光频域反射系统,获取了单面加热情况下热防护材料毫米级空间分辨率温度分布信息,并给出了高空间分辨率分布式光纤传感系统在航天领域应用的发展建议。 展开更多

关键词 航天应用 分布式光纤传感 光纤传感器 光频域反射计

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基于OFDR/WDM的光纤光栅传感网络研究 被引量：9

8

作者 李志全 黄丽娟 +2 位作者 吴飞 王会波 腾峰成 《光子学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2005年第1期86-88,共3页

应用光频域反射复用技术与波分复用技术 ,解决了光纤光栅传感网络的寻址问题 ;使用可调谐滤波器 ,实现了复用信号的解调 ;具体地分析了光频域反射复用技术的基本原理 ,从理论上推算了系统的空间分辨率和测量范围 ,并进行了 3× 3光... 应用光频域反射复用技术与波分复用技术 ,解决了光纤光栅传感网络的寻址问题 ;使用可调谐滤波器 ,实现了复用信号的解调 ;具体地分析了光频域反射复用技术的基本原理 ,从理论上推算了系统的空间分辨率和测量范围 ,并进行了 3× 3光栅阵列传感网络的实验研究 该方案充分利用了光信号的频率和波长信息 ,在光源功率足够大的前提下 ,显示出新设计的传感网络具有寻址和解调几百个光栅信号的潜在能力 。 展开更多

关键词 光纤光栅 光频域反射复用(ofdr) 波分复用(WDM) 传感网络

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基于光频域反射计的光纤分布式传感中光谱分辨率提升技术 被引量：6

9

作者 张超 杨楠 +2 位作者 包艳 郑普超 张兵 《光学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2017年第8期43-48,共6页

为实现对飞行器结构高精度、高分辨率的健康监测,开展了对光频域反射光纤分布式传感技术的研究。介绍了瑞利散射光谱互相关分布式传感的原理,分析了传统互相关法中传感单元长度对光谱分辨率的限制因素,提出利用傅里叶插值法提高光谱分... 为实现对飞行器结构高精度、高分辨率的健康监测,开展了对光频域反射光纤分布式传感技术的研究。介绍了瑞利散射光谱互相关分布式传感的原理,分析了传统互相关法中传感单元长度对光谱分辨率的限制因素,提出利用傅里叶插值法提高光谱分辨率的方法,并进行了实验验证。实验结果表明,采用所提方法可在长度为14.2m的单模光纤上实现传感单元长度为1cm、光谱分辨率为1.6pm的连续分布式传感。所提方法在高精度、高分辨率的短、中程健康监测领域具有广阔的应用前景。 展开更多

关键词 光纤光学 光纤分布式传感 光频域反射计 应变 温度

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基于卡尔曼预测的光频域反射分布式光纤传感性能提升方法 被引量：1

10

作者 党竑 马彬 +7 位作者 高超 祖文龙 程琳淇 陈金娜 刘奂奂 冯昆鹏 张旭苹 沈平 《光学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第1期307-315,共9页

针对光频域反射(OFDR)分布式光纤传感在长距离、大量程应用场景中,参考光谱与测量光谱间的相似度(SD)退化及由此造成的鲁棒性下降的问题,本文研究了可调谐激光光源调谐非线性补偿模型,发现补偿的残余误差会引起传感单元产生随机位置偏差... 针对光频域反射(OFDR)分布式光纤传感在长距离、大量程应用场景中,参考光谱与测量光谱间的相似度(SD)退化及由此造成的鲁棒性下降的问题,本文研究了可调谐激光光源调谐非线性补偿模型,发现补偿的残余误差会引起传感单元产生随机位置偏差(PoD)。基于对PoD的统计学分析,建立了参考和测量光谱间SD的评价体系,并提出一种基于卡尔曼预测和局部寻优的传感单元随机PoD补偿方法,实现了参考和测量光谱位置的高效、精准匹配。本文所提方法能够在50 m的传感光纤上以5 mm的空间分辨率实现大量程传感(最高温度~450℃,最大应变~10000με),且兼顾高鲁棒性和高速度(计算量可降低到原来的5.8%~28.6%)。这些优点使该方法能够广泛应用于现有的光频域反射分布式光纤传感系统。 展开更多

关键词 光纤传感器 分布式传感 光频域反射计 卡尔曼预测

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柔性光纤压力传感器的增敏结构设计 被引量：4

11

作者 隋丹丹 张会新 +3 位作者 张利平 洪应平 芦夜召 崔凯 《仪表技术与传感器》 CSCD 北大核心 2021年第3期19-22,53,共5页

为了提高光纤压力传感器的灵敏度,提出了一种具有倒凹槽结构的柔性光纤压力传感器的设计方案。用聚二甲硅氧烷(PDMS)作为该传感器柔性基底,通过PDMS受力形变,带动光纤发生形变,从而实现光纤的轴向拉伸。利用光频域反射计(OFDR)测量光纤... 为了提高光纤压力传感器的灵敏度,提出了一种具有倒凹槽结构的柔性光纤压力传感器的设计方案。用聚二甲硅氧烷(PDMS)作为该传感器柔性基底,通过PDMS受力形变,带动光纤发生形变,从而实现光纤的轴向拉伸。利用光频域反射计(OFDR)测量光纤的轴向应变变化。对所提出的增敏结构传感器和改进前的传感器进行Abaqus有限元仿真分析和实验验证。结果表明,该增敏结构可以有效的提高传感器的灵敏度。在0~100 kPa的测压范围内,该传感器具有很好的重复性及线性度,灵敏度从未改进前的1.09/kPa提高到1.69/kPa。 展开更多

关键词 光纤压力传感器 聚二甲基硅氧烷 灵敏度 Abaqus仿真 光频域反射计

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基于半圆柱增敏结构的柔性光纤压力传感器设计

12

作者 刘宏艺 李晨 +2 位作者 张会新 王星来 隋丹丹 《电子器件》 CAS 北大核心 2022年第5期1066-1070,共5页

为了进一步增强光纤压力传感器的灵敏度,提出了一种基于半圆柱结构设计的柔性光纤压力传感器。此结构使用聚二甲硅氧烷(PDMS)作为该传感器柔性基底,传感器外部受力时,首先PDMS发生形变,从而使得光纤发生形变,最终光纤发生轴向拉伸。利... 为了进一步增强光纤压力传感器的灵敏度,提出了一种基于半圆柱结构设计的柔性光纤压力传感器。此结构使用聚二甲硅氧烷(PDMS)作为该传感器柔性基底,传感器外部受力时,首先PDMS发生形变,从而使得光纤发生形变,最终光纤发生轴向拉伸。利用光频域反射计(OFDR)测量光纤的轴向应变,对所提出的增敏结构传感器进行ABAQUS有限元仿真分析和实验验证。结果表明,该半圆柱增敏结构可以有效提高传感器的灵敏度。在0~160 kPa的测压范围内,仿真得到的传感器的灵敏度为2.160 39με/kPa,实验测得传感器的灵敏度能够达到2.068 06με/kPa。 展开更多

关键词 光纤压力传感器 聚二甲基硅氧烷(PDMS) 灵敏度 Abaqus仿真 光频域反射计(ofdr)

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基于光频域反射计技术的混凝土裂缝识别与监测 被引量：17

13

作者 吴静红 刘浩 +1 位作者 杨鹏 蒋娜 《激光与光电子学进展》 CSCD 北大核心 2019年第24期132-139,共8页

混凝土结构裂缝难以从理论上准确预测。借助混凝土梁模型试验,研究了光频域反射计(OFDR)技术在混凝土结构开裂辨识和发展状况监测上的应用。试验结果表明,OFDR技术可以实现对混凝土结构0.002mm级别微裂纹的预警,可以定位裂缝位置,空间... 混凝土结构裂缝难以从理论上准确预测。借助混凝土梁模型试验,研究了光频域反射计(OFDR)技术在混凝土结构开裂辨识和发展状况监测上的应用。试验结果表明,OFDR技术可以实现对混凝土结构0.002mm级别微裂纹的预警,可以定位裂缝位置,空间分辨率达到1cm,并可监测裂缝发展过程。相比其他分布式监测技术,采用OFDR技术得到的裂缝定位结果和对裂缝发展的监测结果更加准确,具有广阔的应用前景。 展开更多

关键词 测量 光频域反射计 分布式监测 混凝土 裂缝监测 模型试验

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基于OFDR技术的深层土体水平位移场监测研究 被引量：15

14

作者 仇唐国 孙阳阳 +1 位作者 卢天鸣 朱少华 《压电与声光》 CAS 北大核心 2020年第1期108-112,共5页

深层土体水平位移场监测是基坑安全开挖的重要指标,现有测斜法耗费大量人力,且精度较低,但仍是当前获得水平位移的主要方法。该文提出了一种基于光频域反射(OFDR)技术的分布式光纤测量法,推导了应变-挠曲变形转换关系,通过室内实验进行... 深层土体水平位移场监测是基坑安全开挖的重要指标,现有测斜法耗费大量人力,且精度较低,但仍是当前获得水平位移的主要方法。该文提出了一种基于光频域反射(OFDR)技术的分布式光纤测量法,推导了应变-挠曲变形转换关系,通过室内实验进行了验证,证实了分布式光纤测斜的可行性和准确性,且基于OFDR的测量方法在苏州某基坑工程中得到了应用,准确详细地获取了基坑在开挖过程深层土体位移信息。 展开更多

关键词 水平位移场 光频域反射(ofdr) 分布式光纤 光纤传感 基坑工程

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基于窄带光纤激光器的光频域反射计研究 被引量：5

15

作者 叶蕾 《光纤与电缆及其应用技术》 2013年第5期38-41,共4页

光频域反射计(OFDR)是一种强大的光通信网络检测工具,能对光纤中微弱反射进行探测、定位和量化,利用这种特性可以实现对光纤长度的高精度测量。主要介绍了OFDR的工作原理,对OFDR系统的空间分辨率的限制因素进行了讨论,理论分析了空间分... 光频域反射计(OFDR)是一种强大的光通信网络检测工具,能对光纤中微弱反射进行探测、定位和量化,利用这种特性可以实现对光纤长度的高精度测量。主要介绍了OFDR的工作原理,对OFDR系统的空间分辨率的限制因素进行了讨论,理论分析了空间分辨率与光频调谐范围之间的关系,以及光源非线性扫频对光纤长度测量结果的影响。利用测试干涉仪和辅助干涉仪实现了对光纤的高精度、高空间分辨率的长度测量。 展开更多

关键词 光频域反射计 空间分辨率 非线性

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基于OFDR技术的工字钢焊接残余应变监测试验 被引量：1

16

作者 丁家富 王大鹏 《光通信技术》 2022年第3期52-55,共4页

针对钢结构焊接所产生的残余应变从理论上难以准确计算的问题,基于光频域反射计(OFDR)技术进行了光纤标定试验和工字钢焊接试验,研究了该技术在钢结构焊接残余应变监测上的应用。试验与分析结果表明:OFDR技术可以对焊接残余应变实现准... 针对钢结构焊接所产生的残余应变从理论上难以准确计算的问题,基于光频域反射计(OFDR)技术进行了光纤标定试验和工字钢焊接试验,研究了该技术在钢结构焊接残余应变监测上的应用。试验与分析结果表明:OFDR技术可以对焊接残余应变实现准确监测,对应变发生位置可以精确定位。 展开更多

关键词 光频域反射计 分布式监测 瑞利散射 残余应变 模型试验

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光频域反射计的研究进展及应用 被引量：6

17

作者 孙艮 白浩杰 +1 位作者 石玉伦 路书祥 《激光与光电子学进展》 CSCD 北大核心 2020年第5期71-82,共12页

光频域反射计(OFDR)作为分布式光纤传感(DOFS)领域的重要分支,具有高灵敏度和高空间分辨率等优势,是近年来该领域的研究热点。介绍了OFDR的原理及关键技术,系统综述了高空间性能光频域反射计及远程光频域反射计近年来国内外的研究进展,... 光频域反射计(OFDR)作为分布式光纤传感(DOFS)领域的重要分支,具有高灵敏度和高空间分辨率等优势,是近年来该领域的研究热点。介绍了OFDR的原理及关键技术,系统综述了高空间性能光频域反射计及远程光频域反射计近年来国内外的研究进展,分析了OFDR在不同领域的最新应用,并对不同OFDR的特点进行总结。 展开更多

关键词 光频域反射计 分布式传感 非线性相位噪声 空间性能 远程测量

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光频域反射计的测量不确定度分析 被引量：2

18

作者 张万经 汤钧 《光纤与电缆及其应用技术》 2017年第2期4-7,21,共5页

光纤长度测量在光通信和光传感等领域有重要应用。光频域反射计(OFDR)测量光纤长度具有较高的分辨率和精度,可以达到10-6量级,目前尚无光纤长度标准对其进行有效的计量。先从理论上分析了OFDR对光纤长度的测量不确定度,再采用可调光纤... 光纤长度测量在光通信和光传感等领域有重要应用。光频域反射计(OFDR)测量光纤长度具有较高的分辨率和精度,可以达到10-6量级,目前尚无光纤长度标准对其进行有效的计量。先从理论上分析了OFDR对光纤长度的测量不确定度,再采用可调光纤延迟线对OFDR测量不确定度评估结果进行实验验证。以LUNA公司OBR4600OFDR为例评价出在100m量程下,其测量不确定度约为100μm。 展开更多

关键词 光频域反射计 光纤长度测量 不确定度分析

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基于光频域反射的总线型拓扑结构FBG传感网络 被引量：7

19

作者 朱方东 张东生 +3 位作者 樊鹏 郭永兴 李立彤 邓希望 《光电子．激光》 EI CAS CSCD 北大核心 2014年第3期526-531,共6页

为了提高光纤光栅(FBG)传感系统的传感容量以及传感器的实际工程生存能力和后期可维护性,提出了一种基于光频域反射(OFDR)技术的总线型拓扑结构的FBG传感系统。利用OFDR技术,采用相同波长的FBG传感器,克服了光源带宽对系统传感容量的限... 为了提高光纤光栅(FBG)传感系统的传感容量以及传感器的实际工程生存能力和后期可维护性,提出了一种基于光频域反射(OFDR)技术的总线型拓扑结构的FBG传感系统。利用OFDR技术,采用相同波长的FBG传感器,克服了光源带宽对系统传感容量的限制,极大提高了系统的传感器复用能力和空间分辨率。与传统的采用弱反射率FBG串联组网相比,本文系统采用强反射率FBG和光分路器实现总线型拓扑结构,在提高传感器的生存能力的同时,克服了串接式FBG传感网络中存在的多重反射和光谱阴影对测量精度的影响。温度实验表明,系统的波长重复性为±4pm。 展开更多

关键词 光纤光栅(FBG) 光频域反射(ofdr) 总线型拓扑结构 波长解调

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基于FBG和光频域反射技术的混合式光纤传感网研究 被引量：10

20

作者 杜阳 刘铁根 +4 位作者 刘琨 丁振扬 李定杰 陈沁楠 李玉 《光电子．激光》 EI CAS CSCD 北大核心 2013年第10期1900-1905,共6页

基于光纤Bragg光栅技术和光频域反射(OFDR)技术,构建了一个具有分立式传感子层和分布式传感器子层的双层结构混合式光纤传感网络。在分立式传感子层中,FBG用于实现温度参量的传感;在分布式传感子层中,采用OFDR方法解调光纤中的瑞利散射... 基于光纤Bragg光栅技术和光频域反射(OFDR)技术,构建了一个具有分立式传感子层和分布式传感器子层的双层结构混合式光纤传感网络。在分立式传感子层中,FBG用于实现温度参量的传感;在分布式传感子层中,采用OFDR方法解调光纤中的瑞利散射信息从而获得分布式的应变参量。整个传感网络共用同一个宽光谱可调谐激光光源,分立式子层和分布式子层两者协同工作,实现应变和温度两个参量的高精度测量,其中应变分辨率达到0.75με,温度分辨率达到±1℃。本文构建的传感网络为构建大容量、大规模、多参量、高空间分辨率和高测量精度的光纤传感网络提供了一种有益探索。 展开更多

关键词 混合传感网 光纤Bragg光栅(FBG) 光频域反射(ofdr) 分立式传感 分布式传感

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