
光纤传感技术,这一近年来备受瞩目的科技领域,正迎来前所未有的发展机遇。其独特的分布式振动/声波传感功能,预示着未来行业将发生深刻变革。在本文中,我们将深入探讨这一技术的最新研究进展,以及它如何塑造我们未来的生活与工作方式。
光纤分布式振动/声波传感技术,通过利用 窄线宽激光脉冲在光纤中的传输特性,实现了长距离、高空间分辨率的振动与声波检测。这一技术不仅避免了传统电学或机械传感器的一些固有局限,如集中式监测、远程供能需求等,更在灵敏度和抗电磁干扰方面展现出了显著优势。
基于瑞利背向散射光强度解调的DVS-Ф-OTDR系统,以及基于相位解调的DAS-Ф-OTDR系统的传感原理。外差探测IQ解调、外差探测希特波特变换方案、基于3x3耦合器的直接探测方法,以及基于相位生成载波技术的直接探测方法等 DAS相位解调技术。Ф-OTDR系统的关键传感参数,如传感距离、信噪比、频率响应范围、空间分辨率,以及振动特征识别准确率等。同时, Ф-OTDR系统在地质勘探、管道保护、周界安防、电缆局部放电检测等多个领域的应用情况,并探讨其形状传感、气体浓度传感、虫害检测等特殊应用。

自2005年首个基于相位敏感光时域反射技术(Ф-OTDR)的光纤分布式振动传感(DVS)系统诞生以来,Ф-OTDR技术迅猛发展,并广泛应用于多个领域。其进一步演变为具有声波振幅定量分析能力的分布式声波传感(DAS)技术,为研究者们提供了新的研究方向。展望未来,随着 新型传感光缆的研发、传感机制的创新、 高效解调算法的完善以及振动事件识别的精准化,Ф-OTDR光纤分布式声波传感技术有望在形状传感、地质勘探等领域取得新的重要突破。
