分布式光纤传感技术及其在航空航天领域的应用展望

发布时间：2025-01-14 21:45

　　 综述了分布式布里渊和瑞利光纤传感技术的主要技术原理、特点及发展概况,包括布里渊光时域分析技术、布里渊相关域分析技术、动态布里渊光纤传感技术、瑞利光时域反射计技术和光频域反射计技术五项主要技术。在此基础上,对分布式光纤传感技术在航空领域的应用进行了回顾,并对其在航天领域的可能应用进行了探讨。

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【部分图文】：

图1 布里渊散射效应示意图

式中:ΔvB为布里渊频移变化量,ΔT和Δε分别为温度和应变变化量。CTB和CεB分别为温度和应变系数,对于普通单模光纤,CBΤ≈1.12MHz/℃,CBΤ≈0.0483MHz/με。如图2所示,分布式布里渊光纤传感技术就是通过测量传感光纤上各位置的布里渊频移,进而....

图2 布里渊传感示意图

图1布里渊散射效应示意图分布式布里渊光纤传感技术自上个世纪90年代提出以来,已形成了如布里渊光时域分析(Brilouinopticaltimedomainanalysis,BOTDA)[1]、布里渊光相关域分析(Brillouinopticalcorrelatio....

图3 布里渊光时域分析原理示意图

式中:τ为泵浦光脉冲宽度。因此,采用短脉冲,可以提高空间分辨率。但是由于受到光纤声子寿命的限制,常规BOTDA技术的空间分辨率一般不优于1m。为了提高空间分辨率,研究人员们提出了预泵浦技术[6]、暗脉冲技术[7]、差分脉冲对技术等。其中,差分脉冲对技术利用脉宽不同的两个泵浦脉冲....

图4 斜坡辅助法测量动态信号的原理示意图[14]

式中:vpump和vprobe分别代表泵浦光和探测光的频率,γ为待测光纤的布里渊线宽。当发生外界扰动时,待测光纤的布里渊频移发生改变,导致增益谱移动,引起探测光增益发生变化。通过测量探测光增益的变化,就可以解调出外界物理量的变化。由于这类方法不需要激光的频率调谐,显著提高了测量速....

本文编号：4027166