分布式傳感光纜溫度及應(yīng)變特性研究.pdf

1、光纖傳感技術(shù)由于其無可比擬的優(yōu)勢,在現(xiàn)代測量技術(shù)中受到人們越來越多的重視,尤其是分布式光纖傳感技術(shù),其可以實現(xiàn)對被測量長距離、實時性地監(jiān)測,受到國內(nèi)外研究學(xué)者的重點關(guān)注,已經(jīng)被廣泛應(yīng)用在電力工程、軍事防御、周界安防等領(lǐng)域。
　　目前對于提高測量精度在系統(tǒng)方面已經(jīng)進(jìn)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(chǎn)生一定的影響,進(jìn)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(jìn)行了理論及實驗研究

2、,研究內(nèi)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(yīng)時間的影響;二是應(yīng)變傳遞光纜在不同的材料及布設(shè)方式下的應(yīng)變傳遞性能。具體研究內(nèi)容如下:
　　首先介紹了傳熱學(xué)的基本相關(guān)理論,在此基礎(chǔ)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(jìn)行仿真,接著設(shè)計溫度傳遞實驗進(jìn)行驗證,仿真與實驗結(jié)果相吻合,為分析光纜溫度傳遞時間提供了一種方法,并結(jié)合BOTDA系統(tǒng)進(jìn)行光纜與緊包光纖的溫度傳遞對比實驗,結(jié)果表明光

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