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基于OTDR的光纤液体泄漏检测的研究

雷芬芬 骆青君 周斌

雷芬芬, 骆青君, 周斌. 基于OTDR的光纤液体泄漏检测的研究[J]. 华南师范大学学报(自然科学版), 2017, 49(3): 17-21.
引用本文: 雷芬芬, 骆青君, 周斌. 基于OTDR的光纤液体泄漏检测的研究[J]. 华南师范大学学报(自然科学版), 2017, 49(3): 17-21.
Research on optical fiber liquid leakage detection based on OTDR[J]. Journal of South China normal University (Natural Science Edition), 2017, 49(3): 17-21.
Citation: Research on optical fiber liquid leakage detection based on OTDR[J]. Journal of South China normal University (Natural Science Edition), 2017, 49(3): 17-21.

基于OTDR的光纤液体泄漏检测的研究

基金项目: 

国家自然科学基金项目;广东省引进创新团队计划资助项目;中国博士后基金项目

详细信息
    通讯作者:

    周斌

Research on optical fiber liquid leakage detection based on OTDR

Funds: 

;Guangdong Province Innovation Research Team Program

  • 摘要: 通过应用光时域反射仪(OTDR)测量多模光纤(MMF)反射光强变化,提出一种检测液体泄漏的光纤传感器,并对其进行理论仿真和实验研究。众所周知,OTDR具有小巧、精密、智能化、便于移动的特点,能有效避免常规光纤传感器设备复杂笨重不可以移动的问题。使用一定溶度的氢氟酸(HF)溶液腐蚀多模光纤作为传感部件,易于设计和制作。当多模光纤的纤芯直径减小到一定程度时,将其暴露在空气或待测液体中。裸露的芯层周围介质折射率的变化,将会影响传感区域内光的模场分布,改变透射光的强度,故该结构可以有效检测环境中液体的泄漏。本文设计制作了两个远距离的光纤传感器。第一个传感器仅带有一个光纤传感结构。连接带有传感结构的长光纤和OTDR。设置OTDR的扫描脉宽30ns、扫描时间3min,光源的脉冲信号强度约为15dB、扫描距离5km。以水为检测对象。首先,将传感结构暴露在空气中,OTDR的反射曲线在检测处的损耗为2.893dB。当检测到水时,OTDR的反射曲线的损耗为0.631dB。因此,检测到水时,光损耗减小,反射光强变大。实验结果和仿真结果一致。第二个传感器是有两个传感结构的分布式复用传感器,将其检测两处的环境情况。两个传感结构都能很灵敏的检测出是否存在水,证明了传感器的复用特性。因此,该液体泄漏检测光纤传感器能够广泛应用于工程实践中。
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出版历程
  • 收稿日期:  2015-12-19
  • 修回日期:  2016-01-18
  • 刊出日期:  2017-06-25

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