分布式光纤传感器

20世纪60年代激光器的发现和低损耗硅光纤的发展开辟了光纤传感器的新纪元。对电磁干扰（EMI）的内在不敏感性，远程检测，危险环境中的操作能力以及分布式传感的潜力使它们特别适用于监测大型核基础设施，如冷却剂监测，反应堆安全壳建筑，核废料储存场所等。耐辐射纤维可用于各种配置，用于温度，应变和其他几个参数的分布式传感，避免了定位许多离散传感器的要求。此外，辐射敏感纤维可用于辐射剂量监测，用于局部剂量沉积测量，废物储存设施中的热点剂量监测，机场和入境口岸的监视等。具有激光，纤维和低噪声探测器的可用性在中红外区域，已经有可能设计出新颖的分布式传感器设备，用于感知有害的挥发性化合物，用于国土安全，特别是在机场，地下地铁站和大型活动区域。

强度调制，波长编码和极化等多种技术可提供强大的感应功能。此外，已经研究了几种用于开发基于光纤的分布式传感器的检测技术。辐射诱导的吸收，闪烁，荧光，光学刺激的发光和诱导的折射率变化已经用于实时剂量测量。光纤光栅基于特征的传感器已用于极低温，极高温或高辐射环境下的分布式应变测量。拉曼和布里渊散射技术用于火灾和热点检测的分布式温度测量。中空和近红外吸收测量结合空心纤维用于有害气体的泄漏检测。高级应用的基本原理，主要组件，各种传感系统以及分布式光纤传感器的未来潜力。

分布式光纤传感器技术原理

分布式传感是一种技术，其中一条传感器电缆能够收集在空间上分布在许多单独测量点上的数据（连续/准连续分布）。点传感器意味着在一个离散的点监视参数; 准分布式传感器系统涉及将有限数量的离散传感器布置为线性阵列，而在完全分布式感测模式中，沿着光纤路径连续监测感兴趣的测量参数，从而提供沿光纤的参数的空间映射。

各种传感模式：点，多点准分布和完全分布。

在常规传感中，例如对于温度，每个测温点需要单个传感器，例如热电偶或PT100铂电阻，而分布式传感同时解决许多点及其空间位置。通过适当的设计架构，它可以通过提供气体和冷却剂泄漏，结构裂缝，火灾发生，管道中的热点检测，辐射泄漏等的早期预警来增强安全性和安全性。两种技术，如光时域反射计（OTDR）并且波分复用（WDM）通常用于分布式传感。在OTDR中，脉冲激光通过定向耦合器/分离器耦合到光纤。随时间连续监测源自密度和成分变化的反向散射光。根据飞行时间测量确定事件的空间位置，设备基于反射光返回所花费的时间来计算测量点的距离。