分布式光纖溫度/應變/振動傳感器性能參數(shù)測定方法

華南理工大學、廣州海關(guān)技術(shù)中心、黃埔海關(guān)技術(shù)中心。

不同于通用的點式光纖傳感器及其組網(wǎng)系統(tǒng)，分布式光纖傳感器無需在傳輸光纖上制備微結(jié)構(gòu)或進行特殊的光纖光路設計，利用傳輸光纖本身即可實現(xiàn)分布式測量，因此其測試方法主要包括以下幾個重要方面：傳感距離：沿光纖長度方向?qū)崿F(xiàn)有效測量的光纖物理長度，在此范圍內(nèi)，光纖任意位置處均可實現(xiàn)有效測量。在測試過程中，在傳感距離99%遠端位置處，取一段一定長度的光纖進行有效測定?？臻g分辨力：沿光纖長度方向?qū)崿F(xiàn)有效測量時，能區(qū)分識別最小的受到擾動（溫度、應變或振動）的光纖長度。此空間分辨力特指傳感過程中光纖長度上的有效空間間距。在傳感距離99%遠端位置處，取一段一定長度的光纖進行有效測定，分布式光纖傳感器測得該擾動信息階躍變化值的10%到90%之間對應的光纖距離長度即為空間分辨力。測量范圍：在分布式光纖傳感器測量范圍內(nèi)，選定測量量程的5%~95%，以10%遞進試驗設備的施加信號，測量傳感器的輸出解調(diào)信號，記錄分析傳感解調(diào)信號與測量設備所施加信號的差別，其差值最大值應滿足小于測量準確度的要求。測量準確度：在分布式光纖傳感器標稱的傳感距離范圍內(nèi)，在傳感距離99%附近位置處，分別取一段一定長度的光纖進行有效測定。在傳感器測量量程的5%~95%范圍內(nèi)，以10%遞進試驗設備的施加信號值，讀取分布式光纖傳感器的解調(diào)輸出信號，記錄分析解調(diào)輸出信號與試驗設備所施加信號的差值，其差值中的最大值取為測量誤差，即有效準確度。測量重復性：保持測量條件不變，宜重復6次以上準確度的測量過程，記錄分布式光纖傳感器的解調(diào)輸出信號，重復度按歸一化均方根公式進行處理計算，取其最大值為有效重復度。多位置同時測量判定：在測試過程中，選定兩個位置，同時施加事件（如溫度、應變或振動）擾動，分布式光纖傳感器完成傳感光纖所有位置處的測量，讀取分布式光纖傳感器的解調(diào)輸出信號，記錄分析解調(diào)受擾動位置處的輸出信號與試驗設備所施加信號的差值，根據(jù)差值是否在誤差范圍內(nèi)，判定其是否具備多位置同時測量能力。單通道測量時間：在測試過程中，選定某一通道，在其傳感距離99%位置處施加試驗信號，記錄分布式光纖傳感器完成傳感光纖所有位置處的測量時間。 2100433B

甘久林、楊中民、王斌、宋武元。

空間分辨率：≤1.3mm；距離分辨率：≤0.65mm；采樣頻率：≥23.8HZ；傳感光纖測試距離：≥10m；最大應變量程：≥±10000με；應變測試精度：≤±1.0με；應變測試重復性誤差：不高于±0.55% FS；傳感光纖類型：普通單模光纖；分析軟件可進行云圖顯示處理；詳細技術(shù)參數(shù)參照《分布式光纖應變監(jiān)測分析系統(tǒng)招標要求》。

1.1單機可用于光纖應變測試BOTDR模式、BOTDA模式和TW-COTDR模式，測試結(jié)果為應變與溫度的絕對量，可實現(xiàn)光纖溫度分布與光纖應變分布的分離 1.2測量曲線：應力分布，溫度分布，SBS 信號分布，BGS 信號分布，損耗分布 1.3最大測量長度：25km； 1.4光纖應變測量范圍：-30,000～ 40,000με（-3%至4%） 1.5測量精度(混合測量)： 10με/0.5℃ 1.6 重復性（混合測量）：5με/0.25℃ 1.7測量精度(最優(yōu)值)：0.5με/0.05℃ 1.8 重復性（最優(yōu)值）：0.2με/0.01℃ 1.9空間分辨率：2cm（最小值）； 1.10空間讀數(shù)分辨率：1cm（最小值）； 1.11測試時間：5s(最短)； 1.12顯示控制平臺集成于設備或配套提供顯示控制用微機及接口線纜。

采樣頻率：2.5Hz； 傳感器最小間距：0.4mm； 最小標距長度：1mm； 波長精度：1.5pm； 應變量程：±15000με； 溫度量程：-50~300℃。