分布式光纤温度传感监测技术在水利大坝上的应用(2)

3、展望
当前，分布式光纤监测系统主要是一种时域分布式光纤监测系统，它的技术基础是光时域反射技术OTDR（optical time—domain reflectormetry）。OTDR最初用于评价光学通信领域中光纤、光缆和耦合器的性能，是用于检验光纤损耗特性、光纤故障的手段，其工作机理是脉冲激光器向被测光纤发射光脉冲，该光脉冲通过光纤时由于光纤存在折射率的微观不均匀性，以及光纤微观特性的变化，有一部分光会偏离原来的传播向空间散射，在光纤中形成后向散射光和前向散射光。其中，后向散射光向后传播至光纤的始端，经定向耦合器送至光电检测系统。由于每一个向后传播的散射光对应光纤总线上的一个测点，散射光的延时即反应在光纤总线上的位置。
由于从光纤返回的后向散射光有3种成分：
（1）由光纤折射率的微小变化引起的瑞利（RayLeigh）散射，其频率与入射光相同；
（2）由光子与光声子相互作用而引起的拉曼（Raman）散射，其频率与入射光相差几十太赫兹；
（3）由光子与光纤内弹性声波场低频声子相互作用而引起的布里渊（Brillouin）散射。其频率与入射光相差几十吉赫兹。
因此，时域分布光纤检测系统按光的载体可分为三种形式：基于拉曼散射的分布式光纤检测系统、基于瑞利散射的分布式光纤监测系统和基于布里渊散射的分布式光纤检测系统。当前，前二种形式的研究和应用较多，后一种形式是国际上近年来才研发出来的一项尖端技术，国内研究才刚刚起步。由于后一种形式可用来测量光纤沿线的应变分布，可以预计，不久在这方面将有所突破，并且前二种形式将发展成更多的应用种类，逐渐向大坝安全监测的各个领域渗透。光纤网络布置形式将更趋丰富多样，更趋科学合理。
与此同时，准分布式光纤监测系统将获得较大发展，以光纤应变计组成的三向应变和二向应变的准分布式监测系统将面世；同一坝段一些非物理场类监测量，如裂缝监测，以及同一区域一些非物理场类监测量，如预应力监测，将出现更多的准分布式光纤监测系统，从而使相关量获得同步观测，大大提高观测资料的质量。

4、结语
分布式光纤监测技术是当代高科技的结晶，是一种理想的大坝安全监测系统，广大安全监测工作者应予以积极推广。
分布式光纤经久耐用，安全可靠，由它构成的网络可以遍布坝体，这些光纤网络犹如神经系统，可以感知坝体各部位相关信息，大坝因此而有望成为一种机敏结构。
可以感觉到，光纤智能大坝正在悄悄地向我们走来。
5、宁波振东光电有限公司民营高科技企业，位于宁波市余姚的浙东经济开发区内，厂房面积70余亩，环境幽雅、交通便捷，杭甬高速公路余姚道口就在近旁，距宁波机场和杭州国际机场车程各约为30分钟，通过即将建成的跨海大桥，上海就在眼前。
“振东光电”自1998年成立以来，召集众多光电专家共同决策，以数所高校为后盾，下属光电技术研究所为基础，专业开发研制各类光电传感器。分布式光纤温度传感器（DTS）系统的研发成功及其实用化得到光电业界的首肯和支持。它是集光、机、电、计算机、弱信号检测为一体的，是国际上20世纪90年代产业化的高科技产品，可广泛的应用于火灾报警、过程监控、气体液体的泄漏监测以及故障诊断等方面。
该系统在秦山核电站高压电缆温度监控的应用、广东长调水电站面板坝渗漏监测、贵州三板溪水电站面板坝渗漏监测、浙江桐柏水电站面板坝周边缝渗漏监测、水库大坝面板温度场的监测、德国柏林天然气管道泄漏监控等项目的成功实施，为我国连续、实时、长距离的温度监控和液、气体渗漏检测揭开了新的一页。
我们可以提供系列和完善的服务：工程的可行性分析、计划安排、执行计划、提供DTS系统（德国合作公司研制测量设备和本公司自行研制测量设备、配套传感光缆及周边设备等）和专利技术、指导传感光缆的铺设、DTS系统的安装和调试、测量服务和数据分析、用户培训和提供去德国合作公司考察的机会、及时的售后服务和解决各类技术问题等。

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