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1、长距离布里渊光时域分析长距离布里渊光时域分析系统的设计与实现系统的设计与实现刘航杰刘航杰宁波诺驰光电科技发展有限公司宁波诺驰光电科技发展有限公司2011.9BOTDA深圳光学学会年会宁波诺驰光电科技发展有限公司2011年中国光学学会学术年会年中国光学学会学术年会2系统简介系统简介1测量原理测量原理2系统设计及实验系统设计及实验3结论结论4BOTDA深圳光学学会年会宁波诺驰光电科技发展有限公司2011年中国光学学会学术年会年中国光学学会学术年会3系统简介系统简介p光纤测量参数包括：光纤测量参数包括：光纤测量参数包括：光纤测量参数包括： 温度温度温度温度 TemperatureTemperatur
2、e 应变应变应变应变 StrainStrain 压强压强压强压强 PressurePressure 振动振动振动振动 VibrationVibration 加速度加速度加速度加速度 AccelerationAcceleration 电流电流电流电流 CurrentCurrent 光纤光纤optical fiber光信号传输介质光信号传输介质高锟高锟光纤之父，光纤之父，2009年诺贝尔奖获得者年诺贝尔奖获得者BOTDA深圳光学学会年会宁波诺驰光电科技发展有限公司2011年中国光学学会学术年会年中国光学学会学术年会4系统简介系统简介p分布式光纤传感技术是发展迅速的传感技术之分布式光纤传感技术是发展
3、迅速的传感技术之分布式光纤传感技术是发展迅速的传感技术之分布式光纤传感技术是发展迅速的传感技术之一。它充分利用了光纤空间连续分布的特点，一。它充分利用了光纤空间连续分布的特点，一。它充分利用了光纤空间连续分布的特点，一。它充分利用了光纤空间连续分布的特点，可以测量沿光纤分布的参量信息。可以测量沿光纤分布的参量信息。可以测量沿光纤分布的参量信息。可以测量沿光纤分布的参量信息。p布里渊型分布式传感：布里渊型分布式传感：布里渊型分布式传感：布里渊型分布式传感：温度温度温度温度和和和和应变应变应变应变。p布里渊光时域反射技术布里渊光时域反射技术布里渊光时域反射技术布里渊光时域反射技术BOTDRBOTD
4、Rp布里渊光时域分析技术布里渊光时域分析技术布里渊光时域分析技术布里渊光时域分析技术BOTDABOTDABOTDA深圳光学学会年会宁波诺驰光电科技发展有限公司2011年中国光学学会学术年会年中国光学学会学术年会5光纤背向散射效应光纤背向散射效应激光散射Laser, l0DTS：基于自发拉曼Raman散射效应BOTDA：基于受激布里渊Brillouin散射效应11GHz13.2THzBOTDA深圳光学学会年会宁波诺驰光电科技发展有限公司2011年中国光学学会学术年会年中国光学学会学术年会6布里渊散射谱布里渊散射谱straine e2fibere e1e e1n n2The Brillouin f
5、requencyShift (n n2-n n1)无应变无应变应变增大应变增大n n1FrequencyDistancepp当光纤受到拉压或温度作用时，该点的布里渊散射谱会发生漂移。当光纤受到拉压或温度作用时，该点的布里渊散射谱会发生漂移。pp从频谱上看，布里渊频移改变量与应变及温度成正比。从频谱上看，布里渊频移改变量与应变及温度成正比。BOTDA深圳光学学会年会宁波诺驰光电科技发展有限公司2011年中国光学学会学术年会年中国光学学会学术年会7BOTDA基本结构基本结构探测探测激光器激光器单模光纤单模光纤入射光探测器探测器受激布里渊散射信号布里渊散射光由泵浦光和声子的相互作用而受激产生布里渊散
6、射光由泵浦光和声子的相互作用而受激产生泵浦泵浦激光器激光器瑞利瑞利拉曼拉曼频率频率拉曼拉曼布里渊频率布里渊频率11GHz入射光频率入射光频率散射光功率散射光功率BOTDA深圳光学学会年会宁波诺驰光电科技发展有限公司2011年中国光学学会学术年会年中国光学学会学术年会8布里渊散射谱探测布里渊散射谱探测频率扫描后记录探测强度频率扫描后记录探测强度pp基于基于基于基于 probe signalprobe signal 的技术的技术的技术的技术（用于波长的控制与扫描）用于波长的控制与扫描）用于波长的控制与扫描）用于波长的控制与扫描）BOTDA深圳光学学会年会宁波诺驰光电科技发展有限公司2011年中国光
7、学学会学术年会年中国光学学会学术年会9测量内容测量内容P dBm0距離mP dBm0距離mP dBm0距離mP dBm0距離mP dBm0距離mP dBm0距離mP dBm0距離mP dBm0Distance m 10.96GHz11.00GHz10.99GHz10. 98GHz10.97GHz11.01GHz11.02GHz11.03GHzDistanceFrequencyStressFrequency AnalysisBrillouin-scatteringBrillouin-scatteringOptical Time Domain AnalysisOptical Time Domain
8、 Analysis布里渊频移量测量布里渊频移量测量(应变，温度等)事件定位事件定位 BOTDA BOTDA某一位置切片布里渊散射光频谱10.90GHz11.10GHz11.0GHz无拉伸10.90GHz11.10GHz11.0GHz 拉伸BOTDA深圳光学学会年会宁波诺驰光电科技发展有限公司2011年中国光学学会学术年会年中国光学学会学术年会10BOTDA系统设计系统设计BOTDA深圳光学学会年会宁波诺驰光电科技发展有限公司2011年中国光学学会学术年会年中国光学学会学术年会11实验结果实验结果室温50BOTDA深圳光学学会年会宁波诺驰光电科技发展有限公司2011年中国光学学会学术年会年中国光
9、学学会学术年会12诺驰诺驰BOTDA国内唯一商业应用国内唯一商业应用自主设计开发，拥有自主知识产权自主设计开发，拥有自主知识产权技术指标国际先进技术指标国际先进BOTDA深圳光学学会年会宁波诺驰光电科技发展有限公司2011年中国光学学会学术年会年中国光学学会学术年会13产品应用产品应用电电 力力化工企业化工企业油气井油气井大大 坝坝战略油库战略油库交通隧道交通隧道输油气管线输油气管线桥桥 梁梁航航 天天BOTDA深圳光学学会年会宁波诺驰光电科技发展有限公司2011年中国光学学会学术年会年中国光学学会学术年会14结论结论p基于双光源频差探测技术实现了布里渊光时域基于双光源频差探测技术实现了布里渊
10、光时域基于双光源频差探测技术实现了布里渊光时域基于双光源频差探测技术实现了布里渊光时域分析系统分析系统分析系统分析系统p最大测量距离达最大测量距离达最大测量距离达最大测量距离达60km60km，尾端温度噪声，尾端温度噪声，尾端温度噪声，尾端温度噪声1 1，优，优，优，优于现有分布式测温系统于现有分布式测温系统于现有分布式测温系统于现有分布式测温系统p布里渊频移的温度系数约布里渊频移的温度系数约布里渊频移的温度系数约布里渊频移的温度系数约1.13MHz/1.13MHz/BOTDA深圳光学学会年会宁波诺驰光电科技发展有限公司2011年中国光学学会学术年会年中国光学学会学术年会15诺驰光电公司介绍诺
11、驰光电公司介绍pp公司地点：宁波市海曙区公司地点：宁波市海曙区公司地点：宁波市海曙区公司地点：宁波市海曙区pp成立时间：成立时间：成立时间：成立时间：2010201020102010年年年年1 1 1 1月月月月pp以以以以先进光纤传感及光电测量为核心先进光纤传感及光电测量为核心先进光纤传感及光电测量为核心先进光纤传感及光电测量为核心，进，进，进，进行研发、制造、销售的高科技公司。公行研发、制造、销售的高科技公司。公行研发、制造、销售的高科技公司。公行研发、制造、销售的高科技公司。公司致力于业界最前沿的光电测量技术研司致力于业界最前沿的光电测量技术研司致力于业界最前沿的光电测量技术研司致力于业
12、界最前沿的光电测量技术研究与产品开发，为究与产品开发，为究与产品开发，为究与产品开发，为智能电网、通信网络、智能电网、通信网络、智能电网、通信网络、智能电网、通信网络、石油化工、智能交通、公共安全石油化工、智能交通、公共安全石油化工、智能交通、公共安全石油化工、智能交通、公共安全提供优提供优提供优提供优质的传感监测系统及行业解决方案。质的传感监测系统及行业解决方案。质的传感监测系统及行业解决方案。质的传感监测系统及行业解决方案。pp主营产品：光纤传感器、光电测试仪表、主营产品：光纤传感器、光电测试仪表、主营产品：光纤传感器、光电测试仪表、主营产品：光纤传感器、光电测试仪表、特殊激光光源。特殊激光光源。特殊激光光源。特殊激光光源。BOTDA深圳光学学会年会宁波诺驰光电科技发展有限公司 谢谢 谢！谢！BOTDA深圳光学学会年会宁波诺驰光电科技发展有限公司
