为了有效检测输油管道应变, 首先, 提出采用有限元软件对支吊架结构输油管道施加载荷, 仿真管道表面应变分布, 从而优化分布式光纤输油管线应变检测排布方式; 然后, 在实验中将传感光纤沿轴向黏贴于管道外表面, 通过布里渊光时域分析仪(BOTDA)测量光纤布里渊频移, 以对管道表面应变分布进行实时监测。对比仿真和实验数据可知, 管道顶部和底部对应变敏感, 且管道表面应变分布的仿真结果与实验数据基本吻合。

通过有限元分析软件对硬质聚氯乙烯材料支吊架结构管道建立模型，采用中央竖直向下施加静态持续载荷方式进行力学仿真。将传感光纤沿轴向直线排布在模拟管道顶部、底部和侧部，通过粘贴传感器将管道外表面应变传递至传感光纤，并采用布里渊光时域分析仪对不同载荷下管道的应变变化进行监测。结果表明：管道轴向方向到管道底部为拉伸正应变，顶部为压缩负应变，侧部中线的应变基本不变；管道中段的应变最大，向管道两端的应变逐渐减小，距离管道端部0.6 m处的应变趋于0。此外，油气管道中段底部的应变灵敏度为顶部的3.3倍，为支撑端的5.5倍。

本文研究了基于光纤布里渊散射的光纤复合架空地线(Optical Fiber Composite Overhead Ground Wire，OPGW)覆冰识别技术，在热力学理论推导的基础上，使用Comsol Multiphysics 软件对导线温度分布进行有限元仿真分析，最终得出覆冰区段较非覆冰区对环境温度变化迟滞的结论，并根据一段时间内缆线温度变化识别出输电线路覆冰状况。基于研究结果，本文在布里渊时域反射计的基础上设计了一套基于光纤布里渊散射原理的分布式光纤覆冰识别系统，解决传统监测系统电源不足、电磁干扰等问题，并在昭通挂网运行，监测范围达到75 km，温度监测精度达到±2 ℃。

研究和讨论了分布式光纤传感器系统的测温方法和原理, 介绍了国内外的研究概况、存在的问题和当前的研究趋势, 探索了新一代光纤非线性效应的光纤传感机理。提出了光纤非线性散射效应的融合原理, 研究和设计了一系列基于光纤拉曼与布里渊散射的分布式光纤传感器, 采用光纤色散与损耗光谱的自校正方法提高了系统的可靠性、空间分辨率和测温精度; 采用脉冲编码调制光源, 提高了系统的信噪比和测温精度。