Descripción general de los sensores de fibra óptica distribuidos

El sensor de fibra óptica distribuida es un sensor que utiliza una tecnología única de detección de fibra óptica distribuida para medir o monitorear la distribución espacial y la información variable en el tiempo a lo largo de la ruta de transmisión de fibra óptica. Organiza la fibra óptica de detección a lo largo del campo y puede obtener la distribución espacial del campo medido y la información de cambio a lo largo del tiempo al mismo tiempo, lo cual es atractivo para muchas aplicaciones industriales. El principio del sistema de detección de fibra óptica distribuida es utilizar fibra óptica como elemento sensible de detección y medio de señal de transmisión al mismo tiempo, y adoptar tecnología otdr avanzada y tecnología ofdr para detectar cambios de temperatura y tensión en diferentes posiciones a lo largo de la fibra óptica. para realizar mediciones realmente distribuidas. El principio de la medición de temperatura por micronóptica es un sistema de detección de temperatura distribuido basado en el efecto de dispersión raman; El principio de la medición de la deformación es un sistema distribuido de detección de temperatura y deformación basado en la dispersión de Brillouin, que puede medir la temperatura y la deformación al mismo tiempo. Utiliza una fibra de detección que es sensible a un campo medido específico para medir la pérdida básica o la dispersión a lo largo de la fibra. Por lo general, adopta la tecnología otdr (reflectómetro de dominio de tiempo óptico), obtiene la información de cambio espacial del campo medido a partir de la información de salida. Por lo tanto, este sensor de distribución continua puede obtener la distribución del campo medido a lo largo de la fibra óptica con una resolución espacial determinada. La tecnología otdr es actualmente un dispositivo indispensable para la localización y diagnóstico de fallas (como puntos de interrupción) en la comunicación de fibra óptica. La forma más básica de sensor de fibra óptica distribuida es usar directamente otdr para detectar una pérdida local excesiva a lo largo de la fibra óptica. Detección de temperatura de fibra óptica distribuida demostrada inicialmente. Utiliza la característica de que el coeficiente de retrodispersión cambia con la temperatura. Para mejorar la sensibilidad de la medición, se utiliza una fibra de núcleo líquido. La desventaja de este esquema es que la sensibilidad de la fibra de núcleo sólido es extremadamente baja, la fibra de núcleo líquido no es práctica y la señal recibida está relacionada con la estructura del modo. Porque los parámetros de birrefringencia en las fibras monomodo son sensibles a muchas cantidades físicas, como la tensión, la presión, el campo eléctrico y el campo magnético. Por lo tanto, esta tecnología otdr derivada tiene un amplio potencial de aplicación. La tecnología otdr básica es esencialmente un radar óptico. El principio de alcance óptico entre el radar ordinario y el sensor de fibra óptica distribuida es similar. Para mejorar la resolución espacial de la medición, se han derivado varias tecnologías, como el ajuste continuo del rango de onda (fmcw), que son esencialmente tecnologías de reflexión en el dominio de la frecuencia óptica (ofdr). Varios investigadores han informado sobre el uso de la relación entre la dispersión Raman y la temperatura para formar sensores de temperatura distribuidos. Una es usar el otdr mejorado para analizar la proporción de componentes Stokes y anti-Stokes retrodispersados. Recientemente, se ha informado sobre un sensor de temperatura distribuido que solo mide el componente anti-Stokes y el otdr Raman de dos extremos, con una longitud de medición de 950 m y una resolución de temperatura. La principal desventaja de este esquema es que el coeficiente de dispersión Raman es muy pequeño, casi 3 órdenes de magnitud menor que la dispersión Rayleigh, por lo que requiere un láser de alta potencia y un amplificador de bajo ruido y alta ganancia. Recientemente, algunas personas han estudiado la relación entre la temperatura y la absorción o fluorescencia de la fibra de tierras raras para formar sensores de temperatura distribuidos. Sin embargo, el uso de características de fluorescencia requiere que las fibras de tierras raras tengan una vida útil de fluorescencia corta.