激光与光电子学进展, 2020, 57 (5): 050001, 网络出版: 2020-03-05   

基于相干瑞利散射的分布式光纤声波传感技术 下载: 3891次封面文章特邀综述

Distributed Optical Fiber Acoustic Sensing Technology Based on Coherent Rayleigh Scattering
蔡海文 1,2,*叶青 1,2王照勇 1,2卢斌 1,2
作者单位
1 中国科学院上海光学精密机械研究所空间激光信息传输与探测技术重点实验室, 上海 201800
2 中国科学院大学材料与光电研究中心, 北京 100049
图 & 表

图 1. 直接探测式Φ-OTDR与基于时间差分的入侵检测[10]

Fig. 1. Direct detection Φ-OTDR and intrusion detection based on time difference[10]

下载图片 查看原文

图 2. 定量测量代表性方案。(a)数字相干相位解调[13];(b) 3×3耦合器方案[18];(c) PGC方案[20]

Fig. 2. Representative schemes of quantitative measurement. (a) Digital coherent phase demodulation[13]; (b) scheme using 3×3 coupler[18]; (c) PGC scheme[20]

下载图片 查看原文

图 3. 干涉衰落与散射光幅度的概率密度分布。(a)干涉衰落[34];(b)散射光幅度的概率密度分布[35]

Fig. 3. Interference fading and probability density distribution of scattering light amplitude. (a) Interference fading[34]; (b) probability density distribution of scattering light amplitude[35]

下载图片 查看原文

图 4. 信号衰落抑制代表性方案。(a)相位分集[35];(b)模式分集[40]

Fig. 4. Representative schemes for signal fading suppression. (a) Phase diversity[35]; (b) mode diversity[40]

下载图片 查看原文

图 5. 多色光并行采样和周期非均匀采样。(a)多色光并行采样[42];(b)周期非均匀采样[48]

Fig. 5. Multicolor parallel sampling and periodic non-uniform sampling. (a) Multicolor parallel sampling[42]; (b) periodic non-uniform sampling[48]

下载图片 查看原文

图 6. (a)基于脉冲压缩的高空间分辨率技术;(b) 20 km和(c) 75 km传感范围的实验结果[50-51]

Fig. 6. (a) High spatial resolution technology based on pulse compression; experimental results with sensing distance of (b) 20 km and (c) 75 km[50-51]

下载图片 查看原文

图 7. 基于DAS的入侵检测外场测试[52]

Fig. 7. Intrusion detection field test based on DAS[52]

下载图片 查看原文

图 8. 多分类识别的深度神经网络测试结果[60]

Fig. 8. Test result of deep neural network using multi-classification recognition[60]

下载图片 查看原文

图 9. 列车轨迹检测[61]。(a)现场测试布设;(b)DAS的瀑布图结果

Fig. 9. Train track detection[61]. (a) Field test layout; (b) waterfall pattern with DAS

下载图片 查看原文

图 10. (a)基于DAS与(b)多分类识别混淆矩阵的铁路沿线安全检测[66]

Fig. 10. Railway safety monitoring based on (a) DAS and (b) confusion matrix of multi-classification recognition[66]

下载图片 查看原文

图 11. DAS与常规地震检波器的探测数据[67]

Fig. 11. Detection data of DSA and conventional seismometer[67]

下载图片 查看原文

图 12. 不同二氧化碳注入量的地震波信号[69]。(a) 27 kt;(b) 110 kt;(c) 220 kt;(d) 330 kt

Fig. 12. Seismic signals for different injected volume of CO269. (a) 27 kt; (b) 110 kt; (c) 220 kt; (d) 330 kt

下载图片 查看原文

图 13. 基于DAS的VSP信号[70]。(a)三维分布;(b)可视化

Fig. 13. VSP signals based on DAS[70]. (a) 3D distribution; (b) visualization

下载图片 查看原文

图 14. 基于嵌入光纤的复合材料结构监测[72]

Fig. 14. Monitoring of composite material structure with embedded fiber[72]

下载图片 查看原文

图 15. 基于声发射的滑坡检测模型实验[73]。(a)侧视图;(b)俯视图

Fig. 15. Experiment of landslide detection model based on acoustic emission[73]. (a) Side view; (b) top view

下载图片 查看原文

图 16. 基于交通噪声的地质监测[76]。(a)光缆布设;探测信号的(b)时空分布与(c)频谱分布

Fig. 16. Geological monitoring based on traffic noise[76]. (a) Optical cable layout; (b) time-space distribution and (c) spectral distribution of detection signal

下载图片 查看原文

图 17. 基于通信光缆的地震信号探测。(a)光缆位置及走向[77];(b) DAS获取的地震信号[77];(c)不同位置处的地震信号[79]

Fig. 17. Seismic signal detection based on communication cable. (a) Position and direction of cable[77]; (b) seismic signals obtained by DAS[77]; (c) seismic signals at different positions[79]

下载图片 查看原文

图 18. 基于既有通信光缆与DAS技术的地质探测[78]。(a)地图上未标记的断层区域;(b)可能源于地球内部波的低频谐波噪声

Fig. 18. Geological detection based on existing communication cable and DAS technique[78]. (a) Unmarked fault zone on map; (b) low-frequency harmonic noise possibly derived from waves in the earth's interior

下载图片 查看原文

图 19. 基于超快激光的瑞利散射增强技术的方案示意图[84]

Fig. 19. Diagram of Rayleigh scattering enhancement technique based on ultrafast laser[84]

下载图片 查看原文

图 20. 基于多模瑞利散射的DAS原理框图[85]

Fig. 20. Principle of DAS based on multimode Rayleigh scattering[85]

下载图片 查看原文

图 21. 分布式传感阵列模型与等效传感阵列[87]。(a)分布式传感阵列模型;(b)等效传感阵列

Fig. 21. Model of distributed sensing array and equivalent sensing array[87]. (a) Model of distributed sensing array; (b) equivalent sensing array

下载图片 查看原文

图 22. 多分量测量中三种光纤空间构型[89]

Fig. 22. Three kinds of geometry configurations of optical fibers for multi-component measurement[89]

下载图片 查看原文

蔡海文, 叶青, 王照勇, 卢斌. 基于相干瑞利散射的分布式光纤声波传感技术[J]. 激光与光电子学进展, 2020, 57(5): 050001. Haiwen Cai, Qing Ye, Zhaoyong Wang, Bin Lu. Distributed Optical Fiber Acoustic Sensing Technology Based on Coherent Rayleigh Scattering[J]. Laser & Optoelectronics Progress, 2020, 57(5): 050001.

本文已被 16 篇论文引用
被引统计数据来源于中国光学期刊网
引用该论文: TXT   |   EndNote

相关论文

加载中...

关于本站 Cookie 的使用提示

中国光学期刊网使用基于 cookie 的技术来更好地为您提供各项服务,点击此处了解我们的隐私策略。 如您需继续使用本网站,请您授权我们使用本地 cookie 来保存部分信息。
全站搜索
您最值得信赖的光电行业旗舰网络服务平台!