基于长距离分布式光纤传感技术分析

周特高，刘梓涵

（广州市紫晶通信科技有限公司，广州 510000）

由于分布式光纤传感技术无需在光纤上制作传感器，这种传感光纤能够将传感与传输融为一体，可以在远距离，大范围内实施光纤传感感与组网，并且能够连续的感知光纤传输路径上的美一点的温度与应变等各种变化信息，单根光纤上能够，获取数万点传感信息，在长距离的连续传感方面有着非常重要的影响，而且分布式传感技术在石油电力，大型结构及安防等各种安全监控领域有着，广泛的运用，所以针对分布式光纤传感技术进行相关研究，对其基础与应用进行分析，能够有效的促进光纤传感的发展。

1 布里渊光时域分析

光纤中的非线性散射效应布里渊散射，由于其散射与入射光有一定的频率差，所以被称为布里渊频移，布里渊平移的数据大小与温度和应变有着线性的对应关系。所以要对分布式光纤的布里渊进行研究，就可以得到温度或应力的变化。作为光纤传感中的典型技术布里渊光时域分析，是在受激布里渊散射基础上形成。这种技术能够有效的对空间分辨率，测量时间及测量距离进行动态的监测。使得布里渊光时，技术在大型基础设施的检测当中得到了有效的运用，可以通过这种技术对结构的健康及温度进行有效的监测。随着科技的不断发展，人们对相关技术的不断研究，逐渐实现了长距离分布式的布里渊光纤传感，并不断地将其距离进行延长。

1.1 环形腔随机光纤激光放大的布里渊时域分析

一般情况在超长光纤激光器抽运的分布式拉曼式放大是线型腔结构，但通过环形腔结构也能够实现分布式拉曼放大。通过合理的系统设置，有效地降低抽运探测相对强度的噪音，并且不断提升系统末端高性噪比的范围。

1.2 基于随机光纤激光与低噪音激光二极管混合放大的布里渊时域分析技术

基于单一的RFL抽运的前向分布式拉曼放大技术具有较低的噪音指数，可以用于远距离分布式的传感，但是由于随机激光产生是由瑞利散射提供分布式的反馈，而标准的系数非常低，所以在方案运行的过程当中会出现许多的问题。为了解决这些问题，可以采用随机光纤激光二阶抽运与低噪声激光二极管一阶抽运的混合分布式拉曼放大方案。融合各种方案的优势，提升整体系统的信噪比。

2 相位敏感型光时域分析仪

相位敏感型光时域分析仪随着分布式光纤传感器技术的不断创新，在石油交通等许多领域的振动测量中都得到了良好的运用，并且能够解决瑞丽散射的为调解问题，具有长距离分布式声波测量的能力。通过对基于双向一阶拉曼放大的相位敏感型光时域分析仪与基于分区型混合放大的相位敏感型光时域分析仪进行了研究。能够有效的提高传感的长距离、高空间分辨率、高灵敏度等特性，并且能够使相位敏感型光时域反射仪在长距离管道安全监测得到有效的运用。

3 长距离分布式光纤传感系统的应用

3.1 列车的定位与测速系统

相位敏感型光时域分析仪可以用于列车的定位与测速系统，它能够实现对长距离进行测量，并且实施性保持良好，而且有较强的抗电磁干扰能力。列车不同站点间距离较长，而且由于自然现象影响等原因，在极端天气的影响下，测量结果更加有效，能够实现高速动态振动测量的特性，通过实时列车运动曲线，能够对列车的实时速度进行计算，使定位测速的精准度较高。可以有效地避免轨道电路出现相关调度事故，为轨道交通安全的发展提供相关帮助。

3.2 石油管道安全监测方面

分布式声波传感技术可以运用在石油管道安全监测方面，它能够有效的防止第三方干扰，并且能够对新型多个模式的管道泄露有效的探测。在长距离管道安全监测系统方面有着特殊的优越性，并且能够对石油管道安全监测中心动作进行有效的监测，还能够有效的屏蔽由人类走动或车辆移动产生的振动干扰。分布式声波传感技术可以通过增压站点的通信光缆进行接入，能够对长距离石油管道的入侵进行有效的监测，避免石油产品的损耗减少，相关经济损失，保护石油管道的使用，对长距离的石油管道安全监测有着很大的帮助。

4 结束语

文章针对长距离，布里渊光时域分析仪及相位敏感型光时域反射仪的相关研究进行了分析，并且对于长距离分布式光纤传感系统的运用进行了研究，这种系统可以运用在列车的长距离定位与测速方面，也可以对长距离石油管道的安全进行有效的监测，长距离分布式光纤传感系统，在许多领域都能够得到广泛的运用。