在結(jié)構(gòu)健康監(jiān)測領(lǐng)域,單模動態(tài)BOTDR的應(yīng)用尤為普遍。無論是橋梁、隧道、大壩等土木工程結(jié)構(gòu),還是飛機(jī)、船舶等交通工具的關(guān)鍵部件,都可以通過預(yù)埋或粘貼光纖傳感器,利用BOTDR技術(shù)實時監(jiān)測其內(nèi)部的應(yīng)變和溫度變化。這對于及時發(fā)現(xiàn)結(jié)構(gòu)損傷、評估剩余壽命、預(yù)防災(zāi)難性事故具有不可替代的作用。特別是在極端氣候條件和復(fù)雜地質(zhì)環(huán)境下,BOTDR技術(shù)的連續(xù)監(jiān)測能力顯得尤為重要。地質(zhì)勘探方面,單模動態(tài)BOTDR也展現(xiàn)出了獨特的優(yōu)勢。通過在地表或地下鋪設(shè)光纖,BOTDR系統(tǒng)能夠探測到地質(zhì)結(jié)構(gòu)中的微小變形和溫度變化,為地質(zhì)災(zāi)害預(yù)警、油氣資源勘探提供重要數(shù)據(jù)支持。特別是在地震活躍區(qū)域,BOTDR技術(shù)能夠?qū)崟r監(jiān)測地殼應(yīng)力的變化,為地震進(jìn)行預(yù)測提供科學(xué)依據(jù)。動態(tài)布里淵光時域反射儀通過獲取布里淵頻移(BFS)的空間分布來測量溫度和應(yīng)變。遼寧單模布里淵光時域反射儀
單模BL-BOTDR設(shè)備作為一種先進(jìn)的分布式光纖傳感系統(tǒng),在現(xiàn)代工程監(jiān)測中發(fā)揮著至關(guān)重要的作用。其首要的主要功能是實現(xiàn)對大型結(jié)構(gòu)的全分布式監(jiān)測。與傳統(tǒng)的電傳感器不同,單模BL-BOTDR設(shè)備能夠監(jiān)測整條光纖沿線上的任意點,獲取更全方面的參數(shù)信息。這種能力使得它在橋梁、隧道、高速公路等大型基礎(chǔ)設(shè)施的健康監(jiān)測中表現(xiàn)出色。通過光纖網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)設(shè)計,將光纖鋪設(shè)在關(guān)鍵部位,利用布里淵散射原理分析光時域反射信號,可以精確測量結(jié)構(gòu)體的應(yīng)力變化和變形情況,為工程安全提供有力保障。遼寧單模布里淵光時域反射儀本質(zhì)安全:光纖傳感無火花風(fēng)險,適用于易燃易爆場景。
BL-BOTDR設(shè)備,即布里淵光時域反射分布式光纖傳感設(shè)備,是現(xiàn)代分布式光纖傳感技術(shù)中的佼佼者。它利用布里淵散射效應(yīng),通過測量光纖中布里淵散射光的頻率和強(qiáng)度變化,能夠?qū)崿F(xiàn)對光纖沿線溫度、應(yīng)變等物理量的高精度分布式測量。這一特性使得BL-BOTDR設(shè)備在橋梁、隧道、大壩等大型基礎(chǔ)設(shè)施的健康監(jiān)測中發(fā)揮著至關(guān)重要的作用。設(shè)備工作時,激光脈沖被注入光纖,隨著光脈沖在光纖中的傳播,布里淵散射光攜帶著光纖沿線的溫度、應(yīng)變信息返回,通過對這些信息的解析,可以實現(xiàn)對結(jié)構(gòu)狀態(tài)的實時監(jiān)測和預(yù)警。BL-BOTDR設(shè)備不僅在土木工程領(lǐng)域有著普遍的應(yīng)用,還在石油、天然氣等長輸管道的監(jiān)測中展現(xiàn)出獨特的優(yōu)勢。在管道的安全監(jiān)測中,它能夠及時發(fā)現(xiàn)管道的微小形變和溫度變化,為管道的維護(hù)和搶修提供準(zhǔn)確的數(shù)據(jù)支持。BL-BOTDR設(shè)備還具有測量距離長、測量精度高、環(huán)境適應(yīng)性強(qiáng)等特點,能夠在各種復(fù)雜環(huán)境下穩(wěn)定工作,確保監(jiān)測數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性和可靠性。
動態(tài)布里淵光時域反射儀(BL-BOTDR)的緊湊型架構(gòu)徹底改變了分布式光纖傳感系統(tǒng)的應(yīng)用模式。通過將脈沖激光器、EDFA放大器、光電轉(zhuǎn)換模塊集成在3U標(biāo)準(zhǔn)機(jī)箱內(nèi),系統(tǒng)功耗降低至200W以下,重量控制在15kg以內(nèi),較傳統(tǒng)設(shè)備體積縮減80%。這種高度集成化帶來了三大應(yīng)用突破:其一支持車載/機(jī)載移動監(jiān)測,在塌方搶險現(xiàn)場可快速搭建臨時監(jiān)測網(wǎng)絡(luò);其二適應(yīng)惡劣工業(yè)環(huán)境,防塵防水(IP67)設(shè)計使其能直接部署在電纜隧道或海上平臺;其三開創(chuàng)了"傳感光纖即系統(tǒng)"的新模式,用戶只需布設(shè)普通單模光纖,通過即插即用設(shè)備即刻獲得全長傳感能力。在蘇州某地下管廊項目中,技術(shù)人員只用2小時便完成3公里管線的應(yīng)變監(jiān)測網(wǎng)絡(luò)部署,相比傳統(tǒng)方案效率提升10倍,充分體現(xiàn)了該設(shè)計理念的工程實用價值。動態(tài)布里淵光時域反射儀可應(yīng)用于軌道交通、橋梁隧道的結(jié)構(gòu)監(jiān)測。
動態(tài)BOTDR系統(tǒng)的優(yōu)勢在于其動態(tài)響應(yīng)能力,能夠?qū)崟r跟蹤結(jié)構(gòu)狀態(tài)的變化。傳統(tǒng)靜態(tài)測量技術(shù)往往只能提供某一時刻的狀態(tài)信息,而動態(tài)BOTDR則能夠持續(xù)監(jiān)測,捕捉到結(jié)構(gòu)在環(huán)境變化、荷載作用下的動態(tài)響應(yīng)。這一特性使得動態(tài)BOTDR在地震預(yù)警、結(jié)構(gòu)疲勞監(jiān)測等方面具有獨特優(yōu)勢。通過連續(xù)采集數(shù)據(jù),并分析應(yīng)變和溫度隨時間的演變,可以及時發(fā)現(xiàn)結(jié)構(gòu)中的異常變化,為預(yù)防災(zāi)難性事故提供預(yù)警。在實際應(yīng)用中,動態(tài)BOTDR系統(tǒng)的部署相對靈活。光纖傳感器可以嵌入到結(jié)構(gòu)內(nèi)部,也可以沿著結(jié)構(gòu)表面鋪設(shè),不會對結(jié)構(gòu)的完整性造成破壞。同時,光纖傳感器具有抗干擾能力強(qiáng)、耐腐蝕等特點,能夠在惡劣環(huán)境下長期穩(wěn)定工作。這使得動態(tài)BOTDR技術(shù)在海上風(fēng)電塔、油氣管道等復(fù)雜環(huán)境中的監(jiān)測應(yīng)用成為可能?!皠討B(tài)布里淵光時域反射儀功耗低于50W,適合無人值守場景。遼寧單模布里淵光時域反射儀
動態(tài)布里淵光時域反射儀適用于橋梁、隧道、管道等大型結(jié)構(gòu)的全生命周期健康監(jiān)測。遼寧單模布里淵光時域反射儀
動態(tài)布里淵光時域反射儀(BL-BOTDR)技術(shù)的重點在于其突破性的瞬時相位分析原理,通過實時捕捉布里淵散射光的相位變化特性,實現(xiàn)了傳統(tǒng)分布式光纖傳感技術(shù)難以企及的動態(tài)響應(yīng)能力。傳統(tǒng)BOTDR系統(tǒng)受限于掃描速率和信號處理算法,通常能實現(xiàn)Hz級以下的刷新頻率,而該技術(shù)通過優(yōu)化激光脈沖調(diào)制方式與高速數(shù)據(jù)采集模塊的協(xié)同,將動態(tài)測量性能提升至100Hz量級。其創(chuàng)新性體現(xiàn)在三個方面:首先采用超短脈沖序列激發(fā)技術(shù),在保證空間分辨率的前提下縮短了信號采集周期;其次開發(fā)了基于FPGA的并行解調(diào)算法,將相位信息提取速度提升2個數(shù)量級;通過光路集成化設(shè)計將系統(tǒng)體積壓縮至傳統(tǒng)設(shè)備的1/5,提升了現(xiàn)場部署效率。這種技術(shù)突破使得系統(tǒng)不僅能在100米量程內(nèi)實現(xiàn)毫米級應(yīng)變分辨率,更可捕捉秒量級的瞬態(tài)形變事件,為動態(tài)監(jiān)測場景提供了全新的技術(shù)范式。遼寧單模布里淵光時域反射儀