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题名布里渊相移-增益比分布式光纤传感研究进展(特邀)
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作者
李宗雷
何海军
周银
邹喜华
潘炜
闫连山
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机构
西南交通大学信息光子与通信研究中心
西南交通大学光电融合集成与通信感知教育部重点实验室
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出处
《红外与激光工程》
北大核心
2025年第4期49-63,共15页
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基金
国家重点研发计划项目(2023YFB2804900)
国家自然科学基金项目(62205275,62475220,62431024)
+2 种基金
四川省自然科学基金项目(2024NSFSC1421,2024NSFSC0186)
四川省博士后创新人才支持项目(BX202310)
中国博士后科学基金项目(2024M762688)。
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文摘
布里渊光纤传感器利用布里渊频移与光纤的温度及应变之间的线性关系实现分布式温度及应变传感。布里渊相移-增益比技术通过布里渊频移与布里渊相移-增益比之间的线性关系直接映射布里渊频移,相比于常规的扫频拟合方法可大幅度降低扫频次数和原始数据量,进而提升传感器实时性。布里渊相移-增益比技术的实施需要借助相干探测技术同时获得布里渊增益和相移,更高的增益及相移测量精度可以获得更高的传感精度。首先,回顾了过去十余年相干探测技术在实现高精度布里渊增益及相移测量方面的进展,包括光纤群速度色散抑制、光纤群时延波动消除、以及信号源幅度和相位噪声消除等。进一步,阐述了布里渊相移-增益比技术的主要优势,这些技术优势不仅提升了布里渊光纤传感的精度及可靠性,还大幅提升了测量速度。基于这些进展,布里渊相移-增益比技术为大型基础设施温度、应力应变的高精度实时监测提供了新途径,有望推动布里渊分布式光纤传感技术在各领域的实际应用。
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关键词
布里渊分布式光纤传感
布里渊相移-增益比
边沿辅助技术
相干探测
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Keywords
distributed Brillouin fiber sensing
Brillouin phase-gain ratio
slope-assisted method
coherent detection
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分类号
TP212
[自动化与计算机技术—检测技术与自动化装置]
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题名小波滤噪在布里渊光纤传感技术中的应用
被引量：9
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作者
何建平
周智
吴源华
欧进萍
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机构
哈尔滨工业大学土木工程学院
大连理工大学土木水利学院
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出处
《光电工程》
CAS
CSCD
北大核心
2009年第4期75-80,共6页
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基金
国家自然科学基金资助项目(10672048
50538020
50278029)
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文摘
针对布里渊分布式传感技术在实际工程应用中的测试信号受外界环境干扰从而影响测试精度的问题,本文提出采用小波信号处理方法对布里渊分布式光纤传感技术的实测信号进行滤噪处理,并以基于布里渊光纤传感技术的实体智能拉索的应变测试数据进行了验证。实验结果表明,该信号处理方法可以有效的消除测试应变中的噪声,提高了索力测试精度,滤噪前后拉索总平均测试索力相对于控制索力的最大相对误差分别为8.8%和5.1%,适合对含噪布里渊传感测试信号进行的滤噪处理。
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关键词
小波滤噪
布里渊光纤传感技术
智能拉索
健康监测
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Keywords
wavelet denoising
Brillouin optical sensing technique
smart cable
structural health monitoring
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分类号
TN247
[电子电信—物理电子学]
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题名土木结构的光纤光栅与布里渊共线测试技术
被引量：18
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作者
周智
何建平
吴源华
欧进萍
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机构
哈尔滨工业大学
大连理工大学
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出处
《土木工程学报》
EI
CSCD
北大核心
2010年第3期111-118,共8页
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基金
国家自然科学基金(10672048
50538020
50278029)
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文摘
针对目前分布式应变测试技术存在精度和空间分辨率均较低、采样频率低、系统造价高等缺点,以及高精度的单点应变测试技术无法解决范围广、距离长、变形大、位置隐蔽等特征的结构损伤监测问题,考虑实际工程传感器布设占据结构健康监测系统造价的极大比例,提出将光纤布里渊全尺度传感技术和准分布式高精度光纤布拉格光栅测试技术相结合构建融合全尺度分布式和局部高精度共线的智能监测方法与集成系统,并研制开发出支持该技术方便实施的高强、高耐久性传感探头,即无焊点超长尾纤光纤光栅—纤维增强聚合物复合智能筋,通过三点弯曲钢筋混凝土梁应变分布试验和实体平行钢丝拉索索力测试试验,验证了该系统的有效性和突出优点。该技术有望为实际大规模、大跨度复杂结构提供理想的损伤监测手段。
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关键词
光纤布拉格光栅
光纤布里渊传感
应变监测
融合共线
全尺度测试技术
纤维增强聚合物
结构监测
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Keywords
fiber bragg grating
brillouin opitcal fiber sensor
strain monitoring
fusion and integrating in one line
fullscale measurement
fiber-reinforced polymer
structural monitoring
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分类号
TU317
[建筑科学—结构工程]
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题名光纤布里渊与布喇格光栅共线技术的温度互补偿
被引量：3
- 4
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作者
何建平
周智
吴源华
欧进萍
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机构
哈尔滨工业大学土木工程学院
大连理工大学土木水利学院
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出处
《激光技术》
CAS
CSCD
北大核心
2010年第1期13-16,共4页
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基金
国家自然科学基金资助项目(10672048)
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文摘
为了解决实际工程应用中光纤光栅和分布式布里渊共线技术测试应变的绝对温度补偿方法成本较高、不易布设等问题,采用光纤布里渊和布喇格光栅共线技术应变感知的温度互补偿方法,通过感知探头——双光纤光栅-纤维增强复合智能筋的室内和户外温度补偿试验探讨了该方法的有效性和适用性。结果表明,该方法可以实现光纤布里渊和光纤光栅的准分布式温度互补偿,误差低于8%,在工程接受范围内。此外,该技术还能同时给出应变和温度双参量测试结果,简化了传感系统,降低了布设成本,适合实际工程应用。
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关键词
激光技术
温度补偿
双参量测量
布喇格光栅
光纤布里渊传感技术
纤维增强复合智能筋
应变测试
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Keywords
laser technique
temperature compensation
dual parameter measurement
fiber Bragg grating
Brillouin optical sensing technique
smart fiber reinforced polymer rebar
strain sensing
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分类号
TN253
[电子电信—物理电子学]
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题名采场覆岩变形破坏模拟试验的光测方法对比
被引量：10
- 5
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作者
柴敬
杨玉玉
欧阳一博
张丁丁
杜文刚
李淑军
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机构
西安科技大学能源学院
西安科技大学西部矿井开采及灾害防治教育部重点实验室
陕西郭家河煤业有限责任公司
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出处
《煤炭学报》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2021年第1期154-163,共10页
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基金
国家自然科学基金资助项目(41027002,51804244)。
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文摘
物理相似模型试验是煤矿采场上覆岩层变形破坏规律研究的主要手段,将BOTDA,FBG与DIC光测方法相结合,建立“点-线-面”的试验测试系统以提高测试精度十分必要。基于光测原理,分析了BOTDA,FBG和DIC技术的应变测量,探究了应变局部化带对DIC检测应变的影响,BOTDA和FBG测试本质上是一种“线应变”,而DIC是“面应变”。统计已有的试验研究,得出了不同工况下物理模型试验BOTDA,FBG光纤应变监测数据范围。搭建3 m平面应力相似模型,模拟煤矿工作面开挖77次,推进240 cm。通过埋设在模型内部的1根BOTDA传感光纤以及3个FBG传感器对模型关键层内部变形状态进行监测,同时以DIC实时观测模型表面变形,研究这3种不同的光测技术所获得的关键层应变测试结果,进行对比分析覆岩变形破坏规律,得出3种不同的光测技术测试应变的量化关系,并分析他们对应变测试存在差异的原因。试验结果表明,BOTDA和FBG的测试应变量级相同,在均匀连续变形区域DIC与BOTDA监测的应变比值为15.52~16.70,在非均匀变形区域DIC与BOTDA监测的应变比值为27~133;在应变曲线峰前阶段,DIC与FBG测试应变一致性好,峰后阶段DIC更好地反映了上覆岩层的变形;尽管在测试结果上有量级的差异,但随着岩层变形破断以及离层裂隙的张开、闭合,3种光测方法均可以反映岩层内外部同步性的变形,其发展趋势基本一致,BOTDA,FBG和DIC应变曲线峰值位置偏差较小;对离层出现位置,FBG的偏差为1.13%,FBG测试结果更好;对关键层破断范围,DIC测试的破断范围偏差为1.62%,测试结果更好。
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关键词
覆岩变形破坏
布里渊分布式光纤传感技术
光纤布拉格光栅
数字图像相关技术
物理模型试验
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Keywords
deformation and failure of overlying strata
Brillouin Optical Time-Domain Analysis(BOTDA)
Fiber Bragg Grating(FBG)
Digital Image Correlation(DIC)
physical model test
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分类号
TD325
[矿业工程—矿井建设]
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