布里淵散射作為分布式光纖傳感原理的一部分,有著獨(dú)特的作用機(jī)制。入射光與光纖中的聲學(xué)聲子相互作用產(chǎn)生非彈性散射,散射光頻率位于入射光中心頻率兩側(cè)約10-11GHz位置,而且其頻率位置變化量與產(chǎn)生散射處光纖的溫度和應(yīng)變變化量緊密相關(guān)。這就如同給光纖賦予了感知溫度與應(yīng)變的“超能力”,為長(zhǎng)距離線性區(qū)域溫度和應(yīng)力監(jiān)控提供了可靠依據(jù)。拉曼散射同樣在分布式光纖傳感中不可或缺,入射光與光纖中的光學(xué)聲子相互作用產(chǎn)生非彈性散射,散射光頻率位于入射光中心頻率兩側(cè)約13THz附近,散射強(qiáng)度變化量與產(chǎn)生散射處光纖的溫度變化量直接關(guān)聯(lián)。分布式光纖讓通信無(wú)死角覆蓋。山東分布式光纖振動(dòng)傳感

同時(shí),利用分布式光纖對(duì)水庫(kù)周邊邊坡進(jìn)行監(jiān)測(cè),可實(shí)時(shí)掌握邊坡穩(wěn)定性,預(yù)防滑坡等地質(zhì)災(zāi)害對(duì)水庫(kù)安全造成威脅。此外,在渠道、水閘等水利設(shè)施監(jiān)測(cè)中,分布式光纖也能實(shí)現(xiàn)對(duì)水位、流量、結(jié)構(gòu)變形等參數(shù)的精確監(jiān)測(cè),為水利工程的科學(xué)管理與調(diào)度提供有力支持。城市地下綜合管廊是保障城市正常運(yùn)行的重要基礎(chǔ)設(shè)施,分布式光纖在其監(jiān)測(cè)中不可或缺。綜合管廊內(nèi)集中敷設(shè)了電力、通信、燃?xì)?、供水等多種管線,環(huán)境復(fù)雜,安全隱患多。分布式光纖監(jiān)測(cè)系統(tǒng)可實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)管廊內(nèi)的溫度、濕度、氣體濃度、結(jié)構(gòu)變形等參數(shù)。當(dāng)發(fā)生火災(zāi)時(shí),溫度監(jiān)測(cè)功能可迅速定位火源;監(jiān)測(cè)燃?xì)庑孤r(shí),通過(guò)特定氣體傳感器與分布式光纖結(jié)合,能夠快速檢測(cè)到泄漏點(diǎn)并報(bào)警。同時(shí),對(duì)管廊結(jié)構(gòu)變形的監(jiān)測(cè),可及時(shí)發(fā)現(xiàn)因沉降、地質(zhì)變化等原因?qū)е碌慕Y(jié)構(gòu)損壞,確保管廊內(nèi)各類管線的安全運(yùn)行,提高城市基礎(chǔ)設(shè)施的可靠性與安全性。江蘇瑞利分布式光纖感溫探測(cè)器分布式光纖助力管道安全防護(hù)。

由于分布式光纖具有長(zhǎng)壽命、高可靠性的特點(diǎn),減少了傳感器更換和維修的頻率。同時(shí),其全方面、精細(xì)的監(jiān)測(cè)能力能夠提前發(fā)現(xiàn)潛在問(wèn)題,避免因故障導(dǎo)致的重大經(jīng)濟(jì)損失,綜合來(lái)看具有良好的成本效益。分布式光纖在交通隧道監(jiān)測(cè)中發(fā)揮著重要作用。隧道內(nèi)環(huán)境陰暗潮濕,車輛通行產(chǎn)生的振動(dòng)和壓力容易導(dǎo)致隧道結(jié)構(gòu)發(fā)生變化。分布式光纖可以安裝在隧道襯砌、拱頂?shù)炔课?,?shí)時(shí)監(jiān)測(cè)隧道的應(yīng)變、位移和滲漏情況。通過(guò)對(duì)監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)的分析,能夠及時(shí)發(fā)現(xiàn)隧道結(jié)構(gòu)的損傷和病害,為隧道的養(yǎng)護(hù)和維修提供科學(xué)依據(jù),確保隧道的安全通行。分布式光纖的多參量監(jiān)測(cè)能力使其在復(fù)雜環(huán)境監(jiān)測(cè)中具有獨(dú)特優(yōu)勢(shì)。
光纖材料具有良好的化學(xué)穩(wěn)定性和抗老化性能,能夠在惡劣環(huán)境下長(zhǎng)期穩(wěn)定工作。在大型基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)項(xiàng)目中,如高鐵、跨海大橋等,分布式光纖可以進(jìn)行長(zhǎng)達(dá)數(shù)十年的持續(xù)監(jiān)測(cè),為工程結(jié)構(gòu)的全壽命周期管理提供可靠的數(shù)據(jù)支撐。通過(guò)長(zhǎng)期監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)的積累和分析,可深入了解工程結(jié)構(gòu)的性能演變規(guī)律,為后續(xù)的維護(hù)和改造提供科學(xué)依據(jù)。分布式光纖在古建筑保護(hù)中的應(yīng)用為文化遺產(chǎn)保護(hù)提供了新的手段。古建筑由于年代久遠(yuǎn),結(jié)構(gòu)容易出現(xiàn)老化、變形等問(wèn)題。將分布式光纖巧妙地安裝在古建筑的梁柱、墻體等關(guān)鍵部位,能夠?qū)崟r(shí)監(jiān)測(cè)建筑結(jié)構(gòu)的細(xì)微變化,如應(yīng)變、位移等。通過(guò)對(duì)監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)的分析,可及時(shí)發(fā)現(xiàn)古建筑的安全隱患,為古建筑的修繕和保護(hù)提供準(zhǔn)確的數(shù)據(jù)支持,使古老的建筑能夠得到更好的保護(hù)和傳承。分布式光纖開啟智能感知時(shí)代。

相比傳統(tǒng)監(jiān)測(cè)方法,該技術(shù)能實(shí)現(xiàn)大面積實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè),提前發(fā)出預(yù)警,讓居民及時(shí)撤離,減少生命財(cái)產(chǎn)損失。在大型橋梁的全生命周期健康管理中,分布式光纖不可或缺。從橋梁建造階段開始,分布式光纖應(yīng)變傳感器就被埋入橋梁的關(guān)鍵結(jié)構(gòu)部位,如橋墩、橋身等。在橋梁運(yùn)營(yíng)期間,傳感器實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)橋梁在車輛荷載、氣候變化等因素作用下的應(yīng)變情況。通過(guò)長(zhǎng)期的數(shù)據(jù)積累和分析,工程師可以評(píng)估橋梁結(jié)構(gòu)的耐久性,提前發(fā)現(xiàn)潛在的安全隱患,合理安排維護(hù)計(jì)劃,延長(zhǎng)橋梁的使用壽命,保障交通的順暢與安全。城市燃?xì)夤芫W(wǎng)分布很廣,安全問(wèn)題不容忽視,分布式光纖為其安全運(yùn)行保駕護(hù)航。分布式光纖氣體傳感器可沿燃?xì)夤芫W(wǎng)鋪設(shè)。當(dāng)管道發(fā)生燃?xì)庑孤r(shí),泄漏的氣體與傳感器表面的敏感材料發(fā)生反應(yīng),導(dǎo)致光纖傳輸光的特性改變。
追蹤油氣管道是否泄漏。浙江布里淵散射分布式光纖感溫系統(tǒng)
分布式光纖用于橋梁健康監(jiān)測(cè)。山東分布式光纖振動(dòng)傳感
在水利土木建筑領(lǐng)域,分布式光纖發(fā)揮著關(guān)鍵作用。以大壩為例,長(zhǎng)期受水流沖擊、水位變化等影響,壩體可能出現(xiàn)滲漏和結(jié)構(gòu)變形。分布式光纖應(yīng)變傳感器通過(guò)在壩體關(guān)鍵部位合理布線,如同給大壩安裝了一套智能神經(jīng)系統(tǒng),能不間斷地監(jiān)測(cè)壩體的應(yīng)變情況。一旦出現(xiàn)裂縫或變形,系統(tǒng)會(huì)時(shí)間察覺(jué),并精確定位問(wèn)題位置,為大壩的維護(hù)與加固提供科學(xué)依據(jù),極大地保障了大壩的安全穩(wěn)定,避免因隱患未及時(shí)發(fā)現(xiàn)而導(dǎo)致潰壩等重大災(zāi)難。石油天然氣管道運(yùn)輸關(guān)乎國(guó)家能源安全,分布式光纖聲波傳感器為此筑牢安全防線。沿管道鋪設(shè)的傳感器,實(shí)時(shí)捕捉管道周邊的聲波信號(hào)。 山東分布式光纖振動(dòng)傳感