
2009年,Y. Koyamada與Mutsumi Imahama搭建的COTDR傳感系統(tǒng)可以在8km長的光纖上實現(xiàn)89με/0.1℃的應(yīng)變/溫度分辨率以及1m的空間分辨率。2010年,Ryosuke Shimano與Yuta Iitsuka等人利用雙向EDFA搭建的COTDR系統(tǒng)在31km長的光纖上實現(xiàn)了2m的空間分辨率以及178με/0.2℃的應(yīng)變/溫度分辨率。
目前,COTDR雖然應(yīng)變/溫度靈敏度極高,89με/0.1℃對應(yīng)135MHz的頻移,但是若要測量100℃的變化范圍,則需要135GHz的頻移測試范圍,技術(shù)難度太高,精度與應(yīng)變/溫度測試范圍難以兼顧。面對技術(shù)復(fù)雜、溫度應(yīng)變測試范圍小、應(yīng)變分辨率較低等原因,目前尚未發(fā)現(xiàn)有正式產(chǎn)品與工程應(yīng)用出現(xiàn)。但由于COTDR極高的溫度分辨率,隨著COTDR技術(shù)的不斷發(fā)展,其溫度應(yīng)變范圍、空間分辨率、測試距離的不斷提高,相信COTDR也會出現(xiàn)在市場上并占據(jù)一席之地。
2、POTDR技術(shù)
入射光與介質(zhì)中的微觀粒子發(fā)生彈性碰撞時將引起瑞利散射,且其散射光具有頻率以及在散射點的偏振方向均與入射光相同的特點,因此散射光包含了光纖散射點的偏振信息?;谶@個物理規(guī)律,1980年,Rogers提出了偏振光時域反射技術(shù)(POTDR)的思想,其應(yīng)變傳感系統(tǒng)如圖2所示。

自POTDR技術(shù)提出后的30年以來,許多研究人員根據(jù)研究的需要提出了各種POTDR測量方案,國內(nèi)的電子科技大學(xué)與北京交通大學(xué)等單位也在進(jìn)行POTDR的相關(guān)研究。由于磁場、電場、壓力、振動、加速度和溫度等物理量都能對在光纖中傳播的光的偏振態(tài)進(jìn)行調(diào)制,很難從測量結(jié)果中準(zhǔn)確地分離出是那種調(diào)制效應(yīng)導(dǎo)致的偏振態(tài)變化;同時POTDR系統(tǒng)的偏振態(tài)對外界環(huán)境非常敏感,很難保持傳輸光纖中偏振態(tài)穩(wěn)定性等原因,對POTDR應(yīng)用的實施和推廣還存在著很多技術(shù)難點,目前尚未見到有實際產(chǎn)品與工程應(yīng)用的報道。
3、 BOFDA技術(shù)
BOFDA是由德國Garus等人基于OFDR技術(shù)提出來的,BOFDA通過兩個激光器的頻率差和探測光的幅度調(diào)制頻率來確定溫度和應(yīng)變的大小,通過分析光纖布里淵散射光響應(yīng)函數(shù)的頻譜得到應(yīng)變和溫度變化的空間位置,其基本結(jié)構(gòu)如圖3所示。該方案采用網(wǎng)絡(luò)分析儀接收探測器輸出信號,再進(jìn)行反傅里葉變換得到系統(tǒng)脈沖響應(yīng)函數(shù)。
