分布式光纖傳感器

20世紀60年代激光器的發(fā)現和低損耗硅光纖的發(fā)展開辟了光纖傳感器的新紀元。對電磁干擾（EMI）的內在不敏感性，遠程檢測，危險環(huán)境中的操作能力以及分布式傳感的潛力使它們特別適用于監(jiān)測大型核基礎設施，如冷卻劑監(jiān)測，反應堆安全殼建筑，核廢料儲存場所等。耐輻射纖維可用于各種配置，用于溫度，應變和其他幾個參數的分布式傳感，避免了定位許多離散傳感器的要求。此外，輻射敏感纖維可用于輻射劑量監(jiān)測，用于局部劑量沉積測量，廢物儲存設施中的熱點劑量監(jiān)測，機場和入境口岸的監(jiān)視等。具有激光，纖維和低噪聲探測器的可用性在中紅外區(qū)域，已經有可能設計出新穎的分布式傳感器設備，用于感知有害的揮發(fā)性化合物，用于國土安全，特別是在機場，地下地鐵站和大型活動區(qū)域。

強度調制，波長編碼和極化等多種技術可提供強大的感應功能。此外，已經研究了幾種用于開發(fā)基于光纖的分布式傳感器的檢測技術。輻射誘導的吸收，閃爍，熒光，光學刺激的發(fā)光和誘導的折射率變化已經用于實時劑量測量。光纖光柵基于特征的傳感器已用于極低溫，極高溫或高輻射環(huán)境下的分布式應變測量。拉曼和布里淵散射技術用于火災和熱點檢測的分布式溫度測量。中空和近紅外吸收測量結合空心纖維用于有害氣體的泄漏檢測。高級應用的基本原理，主要組件，各種傳感系統以及分布式光纖傳感器的未來潛力。

分布式光纖傳感器技術原理

分布式傳感是一種技術，其中一條傳感器電纜能夠收集在空間上分布在許多單獨測量點上的數據（連續(xù)/準連續(xù)分布）。點傳感器意味著在一個離散的點監(jiān)視參數;?準分布式傳感器系統涉及將有限數量的離散傳感器布置為線性陣列，而在完全分布式感測模式中，沿著光纖路徑連續(xù)監(jiān)測感興趣的測量參數，從而提供沿光纖的參數的空間映射。

各種傳感模式：點，多點準分布和完全分布。

在常規(guī)傳感中，例如對于溫度，每個測溫點需要單個傳感器，例如熱電偶或PT100鉑電阻，而分布式傳感同時解決許多點及其空間位置。通過適當的設計架構，它可以通過提供氣體和冷卻劑泄漏，結構裂縫，火災發(fā)生，管道中的熱點檢測，輻射泄漏等的早期預警來增強安全性和安全性。兩種技術，如光時域反射計（OTDR）并且波分復用（WDM）通常用于分布式傳感。在OTDR中，脈沖激光通過定向耦合器/分離器耦合到光纖。隨時間連續(xù)監(jiān)測源自密度和成分變化的反向散射光。根據飛行時間測量確定事件的空間位置，設備基于反射光返回所花費的時間來計算測量點的距離。