全分布式光纖傳感技術(shù)

1、許紅彬全分布式光纖傳感技術(shù)提綱全分布式光纖傳感技術(shù)簡(jiǎn)介關(guān)于PPP-BOTDA的說(shuō)明NBX-6050A操作說(shuō)明工程應(yīng)用實(shí)例簡(jiǎn)介Part.1 全分布式光纖傳感技術(shù)簡(jiǎn)介1 散射光2 分布式光纖傳感技術(shù)分布式傳感技術(shù)光的散射當(dāng)光（電磁）波射入介質(zhì)時(shí)，若介質(zhì)中存在某些不均勻性（如電場(chǎng)、相位、粒子數(shù)密度n、聲速v等）使光（電磁）波的傳播發(fā)生變化，有一部分能量偏離預(yù)定的傳播方向而向空間中其他任意方向彌散開來(lái)，這就是光散射。光的散射現(xiàn)象的表現(xiàn)形式是多種多樣的，從不同的角度出發(fā)，可有不同的分類，但從產(chǎn)物的物理機(jī)制來(lái)看，可以分為兩大類非純凈介質(zhì)中的光散射純凈介質(zhì)中的散射非純凈介質(zhì)中的光散射該散射現(xiàn)象不是介質(zhì)本身所

2、固有的，而強(qiáng)烈地依賴于摻雜進(jìn)來(lái)的散射中心的性質(zhì)或介質(zhì)本身的純凈度。其規(guī)律主要表現(xiàn)為：散射光的頻率與入射光的頻率相同；散射光的強(qiáng)度與入射波長(zhǎng)成一定關(guān)系。純凈介質(zhì)中的散射即使所考慮的介質(zhì)是由成分相同的純物質(zhì)組成，其中不含有外來(lái)?yè)诫s的質(zhì)點(diǎn)、顆粒或結(jié)構(gòu)缺陷等，仍然有可能產(chǎn)生光的散射現(xiàn)象，這些散射現(xiàn)象是介質(zhì)本身所固有的，與介質(zhì)本身的純凈度沒有本質(zhì)上的關(guān)系。屬于這類純凈介質(zhì)的散射現(xiàn)象有如下幾種：瑞利散射設(shè)介質(zhì)是由相同的原子或分子組成，由于這些原子或分子空間分布的隨機(jī)性的統(tǒng)計(jì)起伏（密度起伏），造成與電極化特性相應(yīng)的隨機(jī)性起伏，而形成入射光的散射。這種散射現(xiàn)象的特點(diǎn)是 頻率與入射光頻率相同，在散射前后原子或分

3、子內(nèi)能不發(fā)生變化，散射光強(qiáng)度與入射光波長(zhǎng)的四次方成反比。拉曼散射這種散射現(xiàn)象通常發(fā)生在由分子組成的純凈介質(zhì)中，組成介質(zhì)的分子是由一定的原子或離子組成的，它們?cè)诜肿觾?nèi)部按一定的方式運(yùn)動(dòng)（振動(dòng)或轉(zhuǎn)動(dòng)），分子內(nèi)部粒子間的這種相對(duì)運(yùn)動(dòng)將導(dǎo)致感生電偶極矩隨時(shí)間的周期性調(diào)制，從而可以產(chǎn)生對(duì)入射光的散射作用；在單色光入射的情況下，這將是散射光的頻率相對(duì)于入射光發(fā)生一定的移動(dòng)，頻移量正好等于上述調(diào)制頻率，亦即與散射分子的組成和內(nèi)部相對(duì)運(yùn)動(dòng)規(guī)律有關(guān)。布里淵散射對(duì)于任何種類的純凈介質(zhì)來(lái)說(shuō)，由于組成介質(zhì)的質(zhì)點(diǎn)群連續(xù)不斷的做熱運(yùn)動(dòng)，使得在介質(zhì)內(nèi)始終存在著不同程度上的彈性力學(xué)振動(dòng)或聲波場(chǎng)。連續(xù)介質(zhì)的這種宏觀彈性力學(xué)振動(dòng)

4、，意味著介質(zhì)密度（從而也是折射率）隨時(shí)間和空間的周期性起伏，因而可對(duì)入射光產(chǎn)生散射作用，這種作用類似于超聲波對(duì)光的衍射作用，并且散射光的頻移大小與散射角及介質(zhì)的聲波特性有關(guān)?；谌鹄⑸涞姆植际焦饫w傳感技術(shù)基于瑞利散射的分布式光纖傳感技術(shù)瑞利散射的原理是沿光纖傳播的光在纖芯內(nèi)各點(diǎn)都會(huì)有損耗損耗，一部分光沿著與光纖傳播方向成180的方向散射散射，返回光源。利用分析光纖中后向散射光的方法測(cè)量因散射、吸收散射、吸收等原因產(chǎn)生的光纖傳輸傳輸損耗損耗和各種結(jié)構(gòu)缺陷引起的結(jié)構(gòu)性損耗結(jié)構(gòu)性損耗，通過顯示損耗與光纖長(zhǎng)度的關(guān)系來(lái)檢測(cè)外界信號(hào)場(chǎng)分布于光纖上的擾動(dòng)信息。由于瑞利散射屬于本征損耗，因此可以作為應(yīng)變場(chǎng)檢

5、測(cè)參量的信息載體，提供沿光路全程的單值連續(xù)檢測(cè)信號(hào)。基于瑞利散射的分布式光纖傳感技術(shù)基于瑞利散射的分布式光纖傳感技術(shù)瑞利散射是入射光與介質(zhì)中的微觀粒子發(fā)生彈性碰撞所引起的，散射光的頻率與入射光的頻率相同在利用后向瑞利散射的光纖傳感技術(shù)中，一般采用光時(shí)域反射（OTDR）結(jié)構(gòu)來(lái)實(shí)現(xiàn)被測(cè)量的空間定位，典型傳感器的結(jié)構(gòu)如下圖所示依據(jù)瑞利散射光在光纖中受到的調(diào)制作用，該傳感技術(shù)可分為強(qiáng)度調(diào)制型和偏振態(tài)調(diào)制型。基于拉曼散射的分布式光纖傳感技術(shù)基于拉曼散射的分布式光纖傳感技術(shù)拉曼散射中，反斯托克斯光（anti-Stokes）對(duì)溫度敏感，其強(qiáng)度受溫度調(diào)制，而斯托克斯（Stokes）基本上與溫度無(wú)關(guān)，兩者光強(qiáng)度

6、比只和溫度有關(guān)，并可有下式表示：40( )( )exp( )asasssITvhvR TI TvkT基于拉曼散射的分布式光纖傳感技術(shù)基于拉曼散射的分布式光纖傳感技術(shù)因此，以反斯托克斯光作為信號(hào)通道，斯托克斯光作為參考通道，檢測(cè)兩者光強(qiáng)的比值，就可以解調(diào)出散射區(qū)的溫度信息，同時(shí)還可以有效的消除光源的不穩(wěn)定以及光線傳輸過程中的耦合損耗、光纖彎曲損耗和傳輸損耗等的影響。拉曼散射分布式光纖傳感器的唯一不足之處是返回信號(hào)相當(dāng)弱，因?yàn)榉此雇锌怂股⑸涔獗热鹄⑸涔鈴?qiáng)要弱2030dB。為了避免信號(hào)處理過程中信號(hào)平均時(shí)間過長(zhǎng)，脈沖激光源的峰值功率相當(dāng)高?；诓祭餃Y散射的分布式光纖傳感技術(shù)基于布里淵散射的分布式光

7、纖傳感技術(shù)在布里淵散射中，散射光的頻率相對(duì)于泵浦光有一個(gè)頻移，該頻移通常稱為布里淵頻移。散射光布里淵頻移量的大小與光纖材料聲子的特性有直接關(guān)系。當(dāng)與散射光頻率相關(guān)的光纖材料特性受溫度和應(yīng)變的影響時(shí)，布里淵頻移大小將發(fā)生變化。因此通過測(cè)定脈沖光的后向布里淵散射光的頻移量脈沖光的后向布里淵散射光的頻移量就可以實(shí)現(xiàn)分布式溫度應(yīng)變測(cè)量。目前對(duì)布里淵散射的分布式光纖傳感器主要集中在以下三個(gè)方面的研究基于布里淵光時(shí)域反射（BOTDR）技術(shù)的分布式光纖傳感器基于BOTDR技術(shù)的光纖傳感技術(shù)是在傳統(tǒng)的光時(shí)域反射儀（OTDR）基礎(chǔ)上發(fā)展起來(lái)的。在OTDR系統(tǒng)中，光脈沖注入光纖系統(tǒng)的一端，光纖中的背向瑞利散射光作

8、為時(shí)間的函數(shù)，同時(shí)帶有光纖沿線溫度/應(yīng)變分布的信息：散射光與脈沖光之間的時(shí)間延遲提供對(duì)光纖的位置信息的測(cè)量，散射光的強(qiáng)度提供對(duì)光纖的衰減測(cè)量。在BOTDR中，背向的自發(fā)布里淵散射取代了瑞利散射，由于布里淵散射受溫度和應(yīng)變的影響，因此通過測(cè)量布里淵散射便可以得到溫度和應(yīng)變信息?；诓祭餃Y光時(shí)域反射（BOTDR）技術(shù)的分布式光纖傳感器布里淵散射極其微弱，相對(duì)于瑞利散射來(lái)說(shuō)要低大約23個(gè)數(shù)量級(jí)，而且相對(duì)于Raman散射來(lái)說(shuō)布里淵頻移很?。▽?duì)于一般光纖1550nm時(shí)約11GHz左右），檢測(cè)起來(lái)較為困難基于布里淵光頻域分析（BOFDA）技術(shù)的分布式光纖傳感器BOFDA同樣是利用布里淵頻移特性來(lái)實(shí)現(xiàn)溫度/

9、應(yīng)變的傳感，但其被測(cè)量空間定位不再是傳統(tǒng)的廣時(shí)域反射技術(shù)，而是通過得到光纖的復(fù)合基帶傳輸函數(shù)來(lái)實(shí)現(xiàn)的。SPBfff基于布里淵光時(shí)域分析（BOTDA）技術(shù)的分布式光纖傳感器處于光纖兩端的可調(diào)諧激光器分別將一脈沖光與一連續(xù)光注入光纖，當(dāng)泵浦光和探測(cè)光的頻差與光纖中某區(qū)域的布里淵頻移相等時(shí)，在該區(qū)域就會(huì)產(chǎn)生布里淵放大效應(yīng)（受激布里淵散射），稱之為布里布里淵放大效應(yīng)（受激布里淵散射），稱之為布里淵受激放大作用淵受激放大作用，兩光束之間發(fā)生能量轉(zhuǎn)移。在BOTDA中，當(dāng)泵浦光的頻率高于探測(cè)光的頻率時(shí)，泵浦光的能量向探測(cè)光轉(zhuǎn)移，這種傳感方式稱為布里淵增益型；泵浦光的頻率低于探測(cè)光的頻率時(shí)，探測(cè)光的能量向泵浦

10、光轉(zhuǎn)移，這種傳感方式稱為布里淵損耗性。基于布里淵光時(shí)域分析（BOTDA）技術(shù)的分布式光纖傳感器BOTDA技術(shù)便利用這一原理，其探測(cè)信號(hào)可以是布里淵增益信號(hào)，也可是布里淵損耗信號(hào)。由于布里淵頻移與溫度、應(yīng)變存在線性關(guān)系，因此在對(duì)兩激光器的頻率進(jìn)行連續(xù)調(diào)節(jié)的同時(shí)，通過檢測(cè)光纖一端耦合出來(lái)的連續(xù)光的功率，就可以確定光纖各小段區(qū)域上能量轉(zhuǎn)移達(dá)到最大時(shí)隨對(duì)應(yīng)的頻率差，從而得到溫度應(yīng)變信息，實(shí)現(xiàn)分布式測(cè)量。Part.2 關(guān)于PPP-BOTDA的說(shuō)明ALL RIGHTS RESERVED.THIS DOCUMENT AND ANY DATA AND INFORMATION CONTAINED THEREIN

11、 ARE CONFIDENTIAL AND THE PROPERTY OF NEUBREX CO., LTD (NEUBREX) AND COPYRIGHT. NO PART OF THIS DOCUMENT, DATA, OR INFORMATION SHALL BE DISCLOSED TO OTHERS OR REPRODUCED IN ANY MANNER OR USED FOR ANY PURPOSE WHATSOEVER, EXCEPT WITH THE PRIOR WRITTEN PERMISSION FROM NEUBREX.1 分布式光纖傳感技術(shù)2 分布式光纖傳感相關(guān)的基本參

12、數(shù)3 PPP-BOTDA的原理和特點(diǎn)4 總結(jié)1 分布式光纖傳感技術(shù)22SourceSourcePulseDetectorStimulated Brillouin ScatteringStimulated Brillouin Scattering（受激布里淵散射光）（受激布里淵散射光）SensorCWPart.2 關(guān)于PPP-BOTDA的說(shuō)明SourcePulseDetectorSpontaneousSpontaneous Brillouin Scattering Brillouin Scattering（自（自發(fā)發(fā)布里淵散射光）布里淵散射光）SensorBOTDRBOTDA23straine

13、e2fibere e1e e1n n2布里淵頻率漂移 (n n2-n n1)無(wú)應(yīng)變無(wú)應(yīng)變應(yīng)變?cè)龃髴?yīng)變?cè)龃髇 n1FrequencyDistance當(dāng)光纖受到拉壓的時(shí)候，應(yīng)變發(fā)生位置處的布里淵散射光會(huì)產(chǎn)生相應(yīng)的改變。從頻率上看，布里淵頻移與光纖軸向應(yīng)變量成正比。1 分布式光纖傳感技術(shù)Part.2 關(guān)于PPP-BOTDA的說(shuō)明2 PPP-BOTDA相關(guān)的基本參數(shù)24測(cè)量距離測(cè)量距離（Measurement Distance）除了脈沖光寬度之外，測(cè)量距離很大程度上取決于實(shí)際光纖回路的光損耗：* 傳輸損耗* 熔接損耗* 彎曲損耗優(yōu)質(zhì)的光纖和施工水平，對(duì)測(cè)量距離和精度，十分關(guān)鍵。Specificatio

14、n of NBX-7000*注：傳輸損耗為0.3dB/km條件下脈沖光寬度0.5ns1 ns2 ns5 ns10 ns測(cè)量距離*1km2km5km10km20kmPart.2 關(guān)于PPP-BOTDA的說(shuō)明2 PPP-BOTDA相關(guān)的基本參數(shù)25測(cè)量精度測(cè)量精度（Accuracy）測(cè)量精度（或稱為準(zhǔn)確度）是指實(shí)測(cè)結(jié)果（result of a measurement）和真實(shí)值（true value）之間的差異。應(yīng)變測(cè)量精度7.5微應(yīng)變溫度測(cè)量精度0.35攝氏度Specification of NBX-7000Part.2 關(guān)于PPP-BOTDA的說(shuō)明2 PPP-BOTDA相關(guān)的基本參數(shù)26重復(fù)性重

15、復(fù)性（Repeatability）重復(fù)性是指對(duì)恒定的實(shí)驗(yàn)對(duì)象（the same measurand）進(jìn)行連續(xù)測(cè)量時(shí)，多次測(cè)量結(jié)果的偏差范圍。應(yīng)變重復(fù)性2.4微應(yīng)變溫度重復(fù)性0.1攝氏度Specification of NBX-7000Part.2 關(guān)于PPP-BOTDA的說(shuō)明2 PPP-BOTDA相關(guān)的基本參數(shù)27空間分辨率空間分辨率（Spatial Resolution）脈沖光寬度0.5ns1 ns2 ns5 ns10 ns空間分辨率5cm10 cm20 cm50 cm1 m空間分辨率越高（長(zhǎng)度越小），對(duì)光纖局部變化的感知能力越強(qiáng)。當(dāng)光纖上產(chǎn)生的應(yīng)變或溫度改變的范圍大于所設(shè)定的空間分辨率時(shí)，

16、該變化量能被測(cè)量?jī)x準(zhǔn)確地反映出來(lái)。Specification of NBX-7000Part.2 關(guān)于PPP-BOTDA的說(shuō)明3 PPP-BOTDA的原理和特點(diǎn)28a.是BOTDA系統(tǒng)的升級(jí)產(chǎn)品b.在導(dǎo)入脈沖光（泵浦光）之前，加載適當(dāng)?shù)拿}沖預(yù)泵浦光（Dpre），預(yù)先激發(fā)聲子c.通過適當(dāng)設(shè)置脈沖光與脈沖預(yù)泵浦光的功率比（Rp：消光系數(shù)），可以降低多余的輸出功率。脈沖預(yù)泵浦布里淵光時(shí)域分析法Pulse-PrePump Brillouin Time Domain Analysis0探測(cè)光 (CW)ACWt0 = 0 = L光纖光纖 泵浦光 （階躍脈沖）AP+CPtDDpreCPAp(t)2PPPpC

17、CARPart.2 關(guān)于PPP-BOTDA的說(shuō)明3.1 BOTDA/R技術(shù)的難點(diǎn)29tzietzh)(BBB),( t=1ns高分辨率 (1m) 縮短了泵浦光和探測(cè)光之間的相互作用時(shí)間，因此導(dǎo)致了聲子的受激時(shí)間不充分。 聲子受激需要近28ns的時(shí)間 伴隨空間分辨率的提高 (1m:10ns)，布里淵增益頻譜(BGS)的半值全寬(FWHM)逐漸增大，曲線趨于平坦。 脈沖寬度短于1ns（10cm）時(shí)，BGS的FWHM將接近1GHz。 較寬的FWHM使得中心頻率的精確測(cè)量變得極為困難。普通的BOTDA技術(shù)：無(wú)法同時(shí)實(shí)現(xiàn)高空間分辨率 (1m)和高精度(50me)PPP技術(shù)是改善這一問題的有效手段技術(shù)是改

18、善這一問題的有效手段Part.2 關(guān)于PPP-BOTDA的說(shuō)明3 PPP-BOTDA的原理和特點(diǎn)4 技術(shù)特點(diǎn)總結(jié)30基于理論分析和實(shí)驗(yàn)檢驗(yàn)：1) 利用1ns的極短的泵浦光脈沖，本系統(tǒng)也能獲得足夠的受激布里淵散射光強(qiáng)度2) 在1ns的脈沖光入射之前，導(dǎo)入一個(gè)13ns寬的預(yù)泵浦脈沖，布里淵增益頻譜的半值全寬將會(huì)減少到30 MHz （從僅使用脈沖光時(shí)的1GHz）3) 適當(dāng)設(shè)置脈沖光和脈沖預(yù)泵浦光的消光系數(shù)，來(lái)自脈沖預(yù)泵浦光的信號(hào)能夠被有效控制，實(shí)現(xiàn)10cm的空間分辨率 PPP-BOTDA 首次首次實(shí)現(xiàn)了實(shí)現(xiàn)了高分辨率高分辨率 (10 cm) 與與 高測(cè)量精度高測(cè)量精度 (8meme)Part.2 關(guān)

19、于PPP-BOTDA的說(shuō)明ALL RIGHTS RESERVED.THIS DOCUMENT AND ANY DATA AND INFORMATION CONTAINED THEREIN ARE CONFIDENTIAL AND THE PROPERTY OF NEUBREX CO., LTD (NEUBREX) AND COPYRIGHT. NO PART OF THIS DOCUMENT, DATA, OR INFORMATION SHALL BE DISCLOSED TO OTHERS OR REPRODUCED IN ANY MANNER OR USED FOR ANY PURPOSE

20、 WHATSOEVER, EXCEPT WITH THE PRIOR WRITTEN PERMISSION FROM NEUBREX.Part.3 NBX-6050A操作說(shuō)明1 NBX-6050A系統(tǒng)2 常規(guī)測(cè)量操作步驟以及硬件設(shè)置3 應(yīng)變和溫度的計(jì)算及溫度補(bǔ)償4 總結(jié)1 NBX-6050A系統(tǒng)32PCI-X BUS bridge cablePart.3 NBX-6050A操作說(shuō)明控制軟件：NeubreCapture NeubreScope 二次開發(fā)2 常規(guī)測(cè)量操作步驟33Start UpMMHardware SettingsCheck ResultCalibrationSegment Set

21、tingsSave DataSetup Measured FiberStart MeasurementShutting DownNew SessionMonitor MeasurementPart.3 NBX-6050A操作說(shuō)明2.1 設(shè)置并連接光纖34閉合環(huán)路傳輸用光纜傳感光纖基本的光纖設(shè)置基本的光纖設(shè)置1.光纖回路順序?yàn)镻ump Probe（測(cè)量結(jié)果是從Pump為起點(diǎn)）。2.連接光纖注意光纖接口的保護(hù)和清潔。Part.3 NBX-6050A操作說(shuō)明 打開NBX-6050A后面的電源開關(guān)，NBX-6050A進(jìn)入待機(jī)狀態(tài)。 啟動(dòng)PC。 NBX-6050A會(huì)隨著電腦啟動(dòng)而自動(dòng)啟動(dòng)。 雙擊桌面啟動(dòng)

22、NEUBRESCOPE軟件。 儀器的準(zhǔn)備（暖機(jī))大約需要15分鐘。2.2 啟動(dòng)35Part.3 NBX-6050A操作說(shuō)明2.3 校準(zhǔn)36Part.3 NBX-6050A操作說(shuō)明2.4 新建任務(wù)371 New Session Name : 任務(wù)名2 Session Description : 任務(wù)描述3 Location Directory : 任務(wù)保存路徑4 Reference Session : 已有的硬件，GUI等設(shè)定導(dǎo)入Part.3 NBX-6050A操作說(shuō)明2.5 測(cè)量方法的選擇38orPart.3 NBX-6050A操作說(shuō)明2.6 儀器硬件參數(shù)設(shè)置39Part.3 NBX-6050

23、A操作說(shuō)明2.6 儀器硬件參數(shù)設(shè)置40 測(cè)量距離 Distance Range可以指定50m,100m,250m,500m,1km,2.5km,5km,10km,25km。 *設(shè)定的測(cè)量距離，要大于實(shí)際的光纖距離Part.3 NBX-6050A操作說(shuō)明2.6 儀器硬件參數(shù)設(shè)置41 采樣間隔 Sampling Interval 可以指定1cm,5cm,10cm,20cm,50cm,100cm?？臻g分辨率Spatial Resolution 脈沖光脈沖光Sampling Interval 采樣間隔Part.3 NBX-6050A操作說(shuō)明2.6 儀器硬件參數(shù)設(shè)置42 空間分辨率 Spatial Re

24、solution 可以指定5cm,10cm,20cm,50cm。空間分辨率和采樣間隔對(duì)應(yīng)的最大測(cè)量距離和其存儲(chǔ)數(shù)據(jù)大小。Part.3 NBX-6050A操作說(shuō)明2.6 儀器硬件參數(shù)設(shè)置43 平均化次數(shù) Averaging Count 可以指定25223平均化次數(shù)。通常使用 213216平均化次數(shù)。平均化次數(shù)和測(cè)量時(shí)間以及精度的關(guān)系如下圖。平均化次數(shù)25(32) 215(32,738) 223(8,388,608) 處理方法 硬件高速處理精度重復(fù)性測(cè)量時(shí)間軟件計(jì)算平均化次數(shù)高，結(jié)果穩(wěn)定平均化次數(shù)高，測(cè)量時(shí)間長(zhǎng)短短長(zhǎng)長(zhǎng)劣劣優(yōu)優(yōu)Part.3 NBX-6050A操作說(shuō)明2.6 儀器硬件參數(shù)設(shè)置44 輸

25、出連續(xù)光能量 Output Probe Power 輸出泵浦光能量 Output Pump PowerOutput Probe Power：-3dBmOutput Pump Power：22dBm根據(jù)光纖的實(shí)際情況來(lái)調(diào)節(jié)輸出的強(qiáng)度，基本原則是保持測(cè)定光纖部分的BGS波形的頂點(diǎn)在85dB左右。Part.3 NBX-6050A操作說(shuō)明2.6 儀器硬件參數(shù)設(shè)置45 頻率范圍 Frequency Range BOTDA擬合BGS至少需要50MHz的掃描范圍例:用PPP-BOTDA測(cè)量2,000微應(yīng)變時(shí)，光纖的初始中心頻率是 10.8 GHz2,000 微應(yīng)變對(duì)應(yīng) 100 MHz的頻率漂移、對(duì)應(yīng)的頻率掃

26、描范圍應(yīng)當(dāng)是10.710.9GHz為了擬合，還需要加上50 MHz最后的測(cè)定范圍應(yīng)當(dāng)是10.65 10.95 GHzPart.3 NBX-6050A操作說(shuō)明50Hz2.6 儀器硬件參數(shù)設(shè)置46 脈沖光調(diào)節(jié) Pulse AdjustmentON 測(cè)量前每次都進(jìn)行調(diào)整 調(diào)整一次大約需要5秒，接下來(lái)的20分鐘內(nèi)測(cè)量，脈沖光沒有問題。OFF關(guān)閉Part.3 NBX-6050A操作說(shuō)明2.6 儀器硬件參數(shù)設(shè)置47 自動(dòng)頻率調(diào)節(jié) Auto Frequency AdjustmentON 進(jìn)行自動(dòng)頻率校準(zhǔn)OFF關(guān)閉自動(dòng)頻率校準(zhǔn)Part.3 NBX-6050A操作說(shuō)明2.6 儀器硬件參數(shù)設(shè)置48 Enable

27、BGS Frequency Shift adjustment 校準(zhǔn)光纖被測(cè)光纖進(jìn)行光纖校準(zhǔn)時(shí)，校準(zhǔn)光纖的溫度測(cè)量結(jié)果和溫度計(jì)的測(cè)量比較的偏移值用于之后的測(cè)量，來(lái)輔正測(cè)量結(jié)果。軟件的設(shè)置選項(xiàng)中Part.3 NBX-6050A操作說(shuō)明2.6 儀器硬件參數(shù)設(shè)置49 測(cè)量模式 Measurement Mode Progressive模式下（空間分辨率設(shè)置為5cm，采樣間隔為1cm）掃描時(shí)間要比是Normal模式下（空間分辨率10cm，采樣間隔5cm）掃描時(shí)間要長(zhǎng)，但是空間分辨率提高了。Part.3 NBX-6050A操作說(shuō)明2.6 儀器硬件參數(shù)設(shè)置50 自動(dòng)測(cè)量 Scheduler 可以設(shè)定計(jì)劃任務(wù)測(cè)

28、試。開始時(shí)間，測(cè)量間隔時(shí)間，以及測(cè)量次數(shù)的設(shè)定設(shè)定保存結(jié)果的文件名和數(shù)據(jù)類型Part.3 NBX-6050A操作說(shuō)明2.7 測(cè)量過程51當(dāng)前硬件狀態(tài)，以及已定義光纖路徑和區(qū)段的信息當(dāng)前的SBS值 (在時(shí)間 / 空間域)SBS 的頻譜曲線測(cè)量進(jìn)程的進(jìn)度條Part.5 NBX-7000操作說(shuō)明2.8 測(cè)量結(jié)果觀察52光標(biāo)線位置的值標(biāo)記點(diǎn)的值當(dāng)前區(qū)段屬性SBS，中心頻率，溫度以及應(yīng)變曲線Part.5 NBX-7000操作說(shuō)明2.9 保存文件531.存儲(chǔ)文件命名。2.選擇需要存儲(chǔ)文件的類型。Part.5 NBX-7000操作說(shuō)明 原始文件 分析結(jié)果數(shù)據(jù) 例：中心頻率，應(yīng)變，溫度，光損等 2.10 讀取

29、文件和對(duì)比結(jié)果54讀取源文件 *.bgb讀取應(yīng)變或溫度結(jié)果對(duì)比應(yīng)變或溫度結(jié)果導(dǎo)出文件或圖形Part.5 NBX-7000操作說(shuō)明3 應(yīng)變和溫度的計(jì)算及溫度補(bǔ)償55 如上圖所示，通過分析BGS測(cè)量的數(shù)據(jù)可得出沿著光纖方向的布里淵中心頻率分布。 利用由Segments Setting所確定的中心頻率和光纖屬性，軟件系統(tǒng)就可以計(jì)算出沿著光纖的每個(gè)測(cè)量點(diǎn)的應(yīng)變值和溫度值。轉(zhuǎn)換到溫度轉(zhuǎn)換到應(yīng)變中心頻率溫度應(yīng)變Part.5 NBX-7000操作說(shuō)明3.1 基本公式56nB(e) = nB(0) + C11 ee = (nB(e) - nB(0) / C11nB(e) : 有應(yīng)變時(shí)的布里淵頻移nB(0) :

30、 沒有應(yīng)變時(shí)的布里淵頻移C11 : 應(yīng)變系數(shù) (dnB/de)e : 應(yīng)變應(yīng)變nB(T) = nB(T0) + C12 TT = (nB(T) - nB(T0) / C12nB(T) :在T時(shí)的布里淵頻移nB(T0) : 在T0時(shí)的布里淵頻移C12 : 溫度系數(shù) (dnB/dT)T =T0 +T溫度Part.5 NBX-7000操作說(shuō)明3.2 同時(shí)測(cè)量應(yīng)變和溫度57溫度光纖(T-fiber)nB(e) = nB(0) + C11e + C12(T-T0)e = (nB(e) - nB(0) - C12(T-T0)/C11nB(e): 由S-fiber測(cè)量出的布里淵頻移nB(0): 在基準(zhǔn)溫度(

31、T0)和沒有應(yīng)變狀態(tài)下的布里淵頻移C11: S-fiber的應(yīng)變系數(shù)(dnB/d e)C12: S-fiber的溫度系數(shù)(dnB/dT)T : 由T-fiber測(cè)量出的環(huán)境溫度e : 測(cè)量對(duì)象的應(yīng)變(S-fiber)傳感光纖(S-fiber)測(cè)量對(duì)象 溫度傳感T-fiber和應(yīng)變傳感S-fiber必須適當(dāng)?shù)模ㄆ叫校┌惭b（粘貼）到測(cè)量對(duì)象上 。 利用T-fiber測(cè)出的環(huán)境溫度，與應(yīng)變相關(guān)的S-fiber的布里淵頻移，能夠從總值中被分離出來(lái)。也就是說(shuō)，利用單個(gè)光纖回路，進(jìn)行一次測(cè)量，就可以測(cè)得應(yīng)變和溫度。Part.5 NBX-7000操作說(shuō)明3.3 自動(dòng)溫度補(bǔ)償58 溫度補(bǔ)償?shù)囊饬x溫度補(bǔ)償?shù)囊饬x

32、能夠顯著的提高測(cè)量結(jié)果的準(zhǔn)確性 自動(dòng)自動(dòng)T補(bǔ)償?shù)囊c(diǎn)補(bǔ)償?shù)囊c(diǎn)（NeubreScope軟件）軟件） 在一個(gè)較寬的測(cè)量區(qū)域中，溫度必須均勻（取平均值） 正確的光纖參數(shù) 有效區(qū)段的輸入-400-200020040060080010001200140089101112131415161718NEUBRESCOPE Strain Distribution copyright Neubrex Co., Ltd.Strain, (micro)distance, m -400-200020040060080010001200140089101112131415161718S 2S 3NEUBRESCOPE Strain Dist