分布式光纤测量技术综述-光子学设计基础

光纤测量传感技术为工业应用提供了许多优越性：光纤是一种柔软灵活并绝缘的电介质材料，在工业厂房内很容易安装，不会对测量环境有大的影响；由于光在光纤内的传播对许多外部物理扰动都很敏感，所以能够利用光纤测量技术进行测量的范围非常广泛。

光纤分布式测量传感方法是用光纤的一维性质作为截然不同的测量特性的一种技术。原理上，通过适当安排光纤的结构布局，根据光纤长度位置的函数关系，使用任意大的空间分辨率，有可能连续确定所需被测对象的值，同时确定正常的时空分布变化。

为了区别准分布式系统，这种传感系统通常称为全分布式系统。准分布式只能在一些离散的预先设定的位置感知被测物体。

全分布式设备为工业应用开辟了广泛的发展前景。例如，可以使诸如多层建筑、桥梁、水坝、飞机、压力容器和发电机等大型重要设备的空间和时空应变分布连续得到监控；用以确定锅炉、变压器、电力电缆、机翼翼型和办公大楼内的温度分布，并由此计算出热流，还可计算空间中的电磁场分布以便解决电磁设计问题，并快速确认电磁干涉源。(www.xing528.com)

为什么需要分布式光纤测量传感器提供信息呢？有两个重要理由：第一，可以提供连续监控，以便对某结构中潜在的危害条件事先给出警告，从而在最佳时间采取缓解措施；第二，这种空间和时空信息有助于更深刻地理解大型（或者非常小）结构的特性，对基本设计的改进会有许多帮助。

普通的工业测量传感器技术并不能提供上述能力。当某类被测物体的分布在某种状态下极其重要时，通常的解决方法是使用大量的热电耦，或者应变计，或者其他方法。这就会出现一些问题，如复用、记录和标定。无论何种情况，都要求每一个传感器有正确位置，而且要事先准确地知道这些位置的相关信息。因此，这种“解决方法”非常昂贵、冗长乏味，应用并不广泛。

另外，光纤完全可以安装在车间中（如果需要，读者可以自行回顾该内容），对测量环境会有最小的扰动，并且便宜、被动式、对电绝缘。其作用相当于自身遥测，很容易按照得到的知识重新布局对准。并且，它允许在空间分辨率间隔的限定范围内沿其长度选择任意或全部测量点。如果这种技术可以满意地为一些被测体工作，工业测量领域就会进入一个新的研究层面。这些可能性正得到积极的探索。