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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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题名基于光纤布里渊传感的钢绞线全尺度应力监测
被引量：5
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作者
周智
何建平
吴源华
欧进萍
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机构
哈尔滨工业大学土木工程学院
大连理工大学土木水利学院
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出处
《压电与声光》
CSCD
北大核心
2009年第5期646-648,651,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
针对钢绞线服役过程中因弯角、摩擦、滑移等原因导致的应力分布式变化及传统传感器不能有效解决分布式测试和工程布设的难题,提出将纤维增强树脂-光纤复合智能筋与钢绞线复合,利用光纤布里渊传感实现钢绞线应力的全尺度监测技术,并通过钢绞线的张拉试验验证了该技术的有效性。试验结果表明,智能筋中的光纤布里渊测试平均应变与引伸计结果吻合较好,反算荷载与控制张拉力吻合亦良好,其误差在5%左右,说明监测信息能很好地揭示钢绞线的应力分布状态。该技术具有抗电磁干扰,耐久性好,长距离全尺度测量,实施方便,成本低等优点,适于钢绞线结构的从施工到服役的全过程长期监测。
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关键词
纤维增强树脂-光纤复合筋
布里渊分布式传感
钢绞线
全尺度监测
长期监测
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Keywords
optical fiber-fiber reinforced polymer rebar
Brillouin distributed sensor
smart stranded wire
fulllength monitoring
long term monitoring
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分类号
TN253
[电子电信—物理电子学]
TV332
[水利工程—水工结构工程]
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题名光纤传感中的受激布里渊散射效应
被引量：7
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作者
孟洲
陈默
陈伟
胡晓阳
王建飞
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机构
国防科技大学气象海洋学院
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出处
《应用科学学报》
CAS
CSCD
北大核心
2018年第1期20-40,共21页
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基金
国家自然科学基金(No.61775238
No.61705263
+1 种基金
No.61705262
No.61505258)资助
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文摘
受激布里渊散射(stimulated Brillouin scattering,SBS)作为光纤中重要的非线性效应,对光纤传感系统有重要影响.在远程干涉型传感系统中,SBS增加系统相位噪声,导致传感系统探测灵敏度降低,因此研究其抑制技术十分必要.此外,SBS也是一种重要的传感手段,可用来实现分布式温度或应变测量,因而基于SBS的分布式传感技术受到广泛关注.因为基于SBS的超窄线宽激光器具有独特的性能,所以在相干传感系统中的应用前景较好.该文阐述了SBS对干涉型传感系统的影响,分析对比几种SBS抑制技术,介绍了布里渊光时域分析计的主要指标及几种提高系统性能的技术,最后介绍了超窄线宽布里渊掺铒光纤激光器的研究现状.
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关键词
光纤传感
受激布里渊散射
干涉型传感
分布式布里渊传感
布里渊激光器
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Keywords
fiber sensor, stimulated Brillouin scattering （SBS）, interferometric sensor,distributed Brillouin sensor, Brillouin laser
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分类号
P751.1
[交通运输工程—港口、海岸及近海工程]
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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
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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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