分布式光纖是一種利用光纖作為傳感敏感元件和傳輸信號(hào)介質(zhì)的技術(shù)，可同時(shí)獲取被測(cè)場(chǎng)的空間分布和隨時(shí)間變化的信息。以下是關(guān)于它的詳細(xì)介紹：

原理

基于光在光纖中傳輸時(shí)產(chǎn)生的散射效應(yīng)，如瑞利散射、布里淵散射和拉曼散射等。當(dāng)光纖某點(diǎn)的環(huán)境發(fā)生溫度、振動(dòng)或應(yīng)力等變化時(shí)，會(huì)導(dǎo)致該點(diǎn)產(chǎn)生的背向散射光在強(qiáng)度和頻率位置上發(fā)生比例性變化。通過檢測(cè)散射光信號(hào)的變化，利用光時(shí)域反射（OTDR）技術(shù)等，獲取光纖沿線各點(diǎn)的溫度、應(yīng)力、振動(dòng)等物理量信息，并依據(jù)采樣時(shí)間與發(fā)射探測(cè)光之間的時(shí)間差，定位出當(dāng)前散射光在光纖中產(chǎn)生的位置。

特點(diǎn)

抗干擾能力強(qiáng)：具有優(yōu)異的抗電磁干擾能力，適用于強(qiáng)電磁環(huán)境下的測(cè)量與監(jiān)控。光纖材料還具有良好的耐腐蝕和耐高溫性能，適用于惡劣環(huán)境。

分布式測(cè)量：一次測(cè)量即可獲取整個(gè)光纖區(qū)域內(nèi)的被測(cè)量一維分布圖，若將光纖架設(shè)成光柵狀，還可測(cè)定被測(cè)量的二維和三維分布情況。能實(shí)現(xiàn)長距離、連續(xù)分布式測(cè)量，單根光纖可覆蓋數(shù)十千米范圍。

高精度與高分辨率：OFDR 技術(shù)的空間分辨力可達(dá)毫米級(jí)別，可實(shí)現(xiàn)高精度測(cè)量。

安全性高：光纖傳輸不受電磁干擾和射頻干擾影響，信號(hào)傳輸過程中不易被竊取或破壞。

高帶寬、大容量：能夠同時(shí)傳輸多路信號(hào)，滿足復(fù)雜傳感系統(tǒng)的需求。

系統(tǒng)組成

光源模塊：提供穩(wěn)定、高功率的光信號(hào)，通常采用激光二極管或多模激光器作為光源。

傳感光纖：作為傳感元件，通過感知外界物理量引起的光信號(hào)變化，實(shí)現(xiàn)信號(hào)傳輸與測(cè)量。

信號(hào)處理單元：對(duì)接收到的光信號(hào)進(jìn)行解調(diào)、濾波、放大等處理，提取出有用的傳感信息，并將其轉(zhuǎn)換為可識(shí)別的電信號(hào)輸出。

應(yīng)用領(lǐng)域

電力行業(yè)：用于電力電纜、母線槽等輸送電能設(shè)備的溫度監(jiān)測(cè)，以及變電站、輸電線路等關(guān)鍵部位的溫度和應(yīng)變監(jiān)測(cè)，及時(shí)發(fā)現(xiàn)設(shè)備過熱等潛在故障，保障電力系統(tǒng)的安全穩(wěn)定運(yùn)行2。

石油化工行業(yè)：可對(duì)油氣管道及儲(chǔ)罐進(jìn)行溫度監(jiān)測(cè)，檢測(cè)管道泄漏、溫度異常等情況，防止油氣泄漏引發(fā)的安全事故；還可用于化工設(shè)備的溫度和應(yīng)力監(jiān)測(cè)，優(yōu)化生產(chǎn)工藝，保障設(shè)備安全運(yùn)行。

交通行業(yè)：在橋梁、隧道、鐵路等基礎(chǔ)設(shè)施中，用于監(jiān)測(cè)結(jié)構(gòu)的溫度、應(yīng)變和振動(dòng)等參數(shù)，評(píng)估結(jié)構(gòu)的健康狀況，及時(shí)發(fā)現(xiàn)潛在的安全隱患，為基礎(chǔ)設(shè)施的維護(hù)和管理提供科學(xué)依據(jù)。

安防領(lǐng)域：可作為周界防范系統(tǒng)的傳感器，通過監(jiān)測(cè)光纖沿線的振動(dòng)信號(hào)，實(shí)現(xiàn)對(duì)入侵行為的實(shí)時(shí)檢測(cè)和定位，廣泛應(yīng)用于機(jī)場(chǎng)、軍事基地等重要場(chǎng)所的安防監(jiān)控。