分布式傳感光纜溫度及應變特性研究.pdf

1、光纖傳感技術由于其無可比擬的優(yōu)勢,在現(xiàn)代測量技術中受到人們越來越多的重視,尤其是分布式光纖傳感技術,其可以實現(xiàn)對被測量長距離、實時性地監(jiān)測,受到國內外研究學者的重點關注,已經被廣泛應用在電力工程、軍事防御、周界安防等領域。
　　目前對于提高測量精度在系統(tǒng)方面已經進行過眾多研究,然而在實際的測量過程中,光纜對系統(tǒng)的測量精度也產生一定的影響,進而影響系統(tǒng)總體性能,本論文對布里淵光時域分析儀(BOTDA)中光纜的特性進行了理論及實驗研究

2、,研究內容主要分為兩個方面:一是溫度傳感光纜的溫度傳遞時間及其對系統(tǒng)響應時間的影響;二是應變傳遞光纜在不同的材料及布設方式下的應變傳遞性能。具體研究內容如下:
　　首先介紹了傳熱學的基本相關理論,在此基礎之上分析了溫度傳感光纜的溫度傳遞機制,并在有限元軟件中建立模型進行仿真,接著設計溫度傳遞實驗進行驗證,仿真與實驗結果相吻合,為分析光纜溫度傳遞時間提供了一種方法,并結合BOTDA系統(tǒng)進行光纜與緊包光纖的溫度傳遞對比實驗,結果表明光

3、纜在一定條件下會影響系統(tǒng)的響應時間;
　　然后分析了應變傳感光纜在不同的布設方式下的應變傳遞特性:首先分析了埋入式光纜的應變傳遞原理,建立埋入式應變傳遞光纜模型,并在有限元軟件中對影響其應變傳遞性能的因素進行仿真分析,結果表明涂敷層的彈性模量越大、厚度越小,光纜的應變傳遞效果越好,相比之下,護套層材料對應變傳遞性能的影響較小,可忽略;接著在表面粘貼式光纖光柵(FBG)的應變傳遞理論基礎之上,推導了應變傳遞光纜在表面粘貼布設方式下的