所属领域

安全应急

技术成熟度

产业化

应用行业

综合管廊、国网电力、石化安全检测

合作方式

技术合作

成果概况

本项目正是针对大坝桥梁、公路铁路、电力传输、管道输油、重要市政工程等领域的土木结构等工程实际需求，研发方便使用的紧凑型单端测试设备BOTDR 系统。该紧凑型传感系统打破欧美等国的技术壁垒和产品垄断，填补了国内商业化紧凑型传感系统的空白，极大加快了紧凑型传感系统从完全依赖进口到实现国产替代的进程。产品核心技术获2021年国家自然科学基金资助，2022年度江苏省重点研发计划（产业前瞻）资助，且授权专利多项，获中国兵工技术攻关一等奖。

关键技术

该技术最大的难点在于同时满足高分辨率，高应力/温度测量精度，长探测距离和快速测量时间。在技术方案设计中，应考虑光电器件的优化选型，并通过特定的信号处理算法来确定各技术参数值。

 1）空间分辨率与激光脉冲宽度选择

仪器的空间分辨率性能，决定于激光脉冲的宽度。布里渊光谱是激光脉冲与实际光谱的卷积，激光脉冲的宽度越窄，得到的空间分辨率越高。然而，越窄的脉宽，每个脉冲所对应的激光功率越小。因此，需要使用低噪声光器件和高性能的信号处理器件和模块， 以达到在系统成本与性能之间的平衡。

2）应力/温度分辨率与扫描时间确定

采用数据平均的方法能够获得较高的信噪比。信号的平均次数越多，所需的扫描时间就会越久,系统的扫描时间与扫描步长相关。因此系统的分辨率与扫描时间需要选择合适的平衡点。

3）激光线宽与应力/温度分辨率优化

分布式传感系统中，存在非线性影响。对系统精度而言，希望激光谱线宽度越窄越好，有利于提升应变/温度分辨率。然而，太窄的谱线宽度，将引起自相位调制、调制不稳定、四波混频等非线性现象的产生。因此，在设计系统时，同样需要在激光谱线宽度和应变/温度分辨率之间优化选择。

应用领域和市场前景

（1）应用领域：电缆通道温度监测

该应用是利用分布式光纤测温系统对电缆通道（电缆沟、管线、电缆隧道等）进行全天候 24 小时实时在线监测，全面 的掌握通道全线温度形态，同时精准定位局部火灾险情。

（2）应用领域：电气设备温度监测

通过利用分布式光纤测温系统对变压器、开关柜触点等电气设备进行全天候 24 小时实时在线监测，全面的掌握开关柜触点温度形态， 同时精准定位触点过热点。

（3）应用领域：电缆及通道防外力破坏监测

通过利用与电缆同沟敷设的通讯光缆或通道内已有的通讯光缆作 为传感光缆；基于分布式光纤振动系统对传感光缆进行全天候 24 小时实时 在线监测，全面掌握全线光缆振动形态，并及时判定，精准定位被破坏点。