BOTDR分布式光纤温度和应变传感系统

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BOTDR分布式光纤温度和应变传感系统

    基于布里渊光时域反射(BOTDR)的分布式光纤传感系统,具有良好的实时性、准确的空间分辨率和测量精度,系统结构也简单易实现,现已发展成为光纤传感领域的主要技术 BOTDA信号检测技术主要分为直接检测和相干检测。

直接检测:利用法布里-珀罗(F-P)干涉仪或马赫-曾德(M-Z)干涉仪将微弱的布里渊散射光从后向散射光中分离出来。

相干检测:相比较直接检测,其系统构成相对复杂,但信噪比高且不受光源频率漂移的影响。

主要分为:(1)声光移频的BOTDR系统

                 (2)电光移频的BOTDR系统

                 (3)微波外差检测的BOTDR系统。

相干BOTDR系统对光源的要求:

• 随着中心波长的增加,自发布里渊散射强度会减小

• 随着光源中心波长的增加,布里渊频移值也会减小,例如1310nm,布里渊频移为13GHz1550nm波长的布里渊频移约为11.2GHz

• 较低的布里渊频移有利于系统检测,1550nm波长在光纤中的损耗更低,所以通常选用1550nm为工作波长。

• 光功率越高,布里渊散射信号的强度越大(不产生SBS

• 光源的线宽越窄,布里渊散射效率也越高,获得的布里渊散射谱越窄,从而提高系统的测量精度。

• 光源的光谱线宽越窄,相干长度越长,有利于提高BOTDR的工作距离

BOTDR系统的整体设计: