分布式光纖傳感器的選型

Q1

OFDR設(shè)備是用普通光纖做傳感器嗎？

是的，各種類型的單模光纖都可以直接使用。

Q2

這些光纖價(jià)格是多少?

各種單模光纖，單價(jià)從幾分錢一米到幾十、幾百甚至幾千元一米的都有，主要看測(cè)試場(chǎng)景，根據(jù)需要選型。比如，若是測(cè)量應(yīng)變，可以選裸纖和緊護(hù)套光纖；若是測(cè)量溫度，350℃以內(nèi)可選PI光纖，400℃以內(nèi)可選鍍鋁光纖，700℃以內(nèi)可選鍍金光纖。

Q3

測(cè)量應(yīng)變，幫我推薦一下光纖傳感器。

測(cè)應(yīng)變，我們?cè)趯?shí)驗(yàn)室最常用的是聚酰亞胺光纖（簡稱PI光纖），還有弱反射光纖光柵陣列。若測(cè)試環(huán)境復(fù)雜，為確保光纖存活，可以選用緊護(hù)套光纖。

Q4

PI光纖是什么？

通常光纖是三層結(jié)構(gòu)，從里到外，分別是纖芯、包層和涂覆層。涂覆層有不同的材質(zhì)，比如普通單模光纖涂覆層材質(zhì)是丙烯酸脂，PI光纖的涂覆層材質(zhì)是聚酰亞胺（Polyimide，簡稱PI）。這兩種單模光纖都可以使用OFDR設(shè)備解調(diào)，但PI光纖傳感測(cè)量效果好，用的較多。

Q5

這兩種光纖應(yīng)變測(cè)試具體有哪些區(qū)別？

我們之前做過對(duì)比測(cè)試，《大話光纖傳感》公眾號(hào)里發(fā)了一篇文章，有詳細(xì)介紹。結(jié)論就是：相比于丙烯酸脂涂層光纖，PI光纖涂層材質(zhì)較硬，彈性模量大，應(yīng)變傳遞效果更好。另外PI光纖還能用于350℃以內(nèi)的高溫測(cè)量，測(cè)溫線性度也很好。

鏈接：不同類型光纖測(cè)量應(yīng)變對(duì)比

Q6

你剛還說了一種光纖光柵傳感器，具體是什么？

通常全稱叫弱反射光纖光柵陣列，它是在一根光纖上密集分布著弱反射的光纖光柵，其反射率通常小于0.1%。常見的弱柵陣列有：1cm一個(gè)柵，柵區(qū)長9mm，相鄰兩FBG的間隔是1mm。具體介紹也可以看下公眾號(hào)里的文章。弱柵陣列的制備工藝是拉絲塔在線刻?hào)偶夹g(shù)，無需剝離涂覆層，光纖的機(jī)械強(qiáng)度高。另外，同波長的弱柵陣列可以使用OFDR設(shè)備解調(diào)，實(shí)現(xiàn)高穩(wěn)定、高分辨、分布式應(yīng)變溫度測(cè)量。

鏈接：什么是弱反射光纖光柵（WFBG）陣列？

Q7

弱柵陣列和普通光纖傳感測(cè)試有區(qū)別嗎?

這個(gè)問題比較復(fù)雜，從我們OFDR設(shè)備解調(diào)角度來說，使用上沒有區(qū)別，主要區(qū)別在于測(cè)試性能和穩(wěn)定性方面。《大話光纖傳感》公眾號(hào)里面有一篇專題文章。

鏈接：解答OFDR解調(diào)弱柵陣列的三大疑問

總體來說，就是弱柵陣列比普通單模光纖瑞利散射信號(hào)高，所以測(cè)試穩(wěn)定性好、抗干擾能力強(qiáng)，它更適合準(zhǔn)動(dòng)態(tài)測(cè)量、存在微小振動(dòng)或光纖晃動(dòng)的環(huán)境，可以進(jìn)一步提高測(cè)試穩(wěn)定性和抗干擾能力。

Q8

緊護(hù)套光纖測(cè)試效果怎么樣，如何選型？

OFDR設(shè)備傳感是通過測(cè)量布設(shè)于結(jié)構(gòu)上的光纖的應(yīng)變，來間接反應(yīng)結(jié)構(gòu)的應(yīng)變，為實(shí)現(xiàn)結(jié)構(gòu)應(yīng)變測(cè)量，光纖傳感器需嵌入結(jié)構(gòu)內(nèi)部或粘貼于結(jié)構(gòu)表面。從應(yīng)變傳遞路徑來分析，裸纖比緊護(hù)套光纖應(yīng)變傳遞效果更理想，緊護(hù)套光纖直徑越小，應(yīng)變傳遞損失越小，應(yīng)變測(cè)量效果越好。緊護(hù)套光纖常規(guī)類型有：直徑0.9mm的、直徑2mm的，還有直徑更大的鎧裝光纜。通常建議優(yōu)先選擇直徑小的緊護(hù)套光纖作傳感器。