浅谈基于OTDR的光纤传感器原理及应用
摘 要 OTDR意思是光时域反射仪，是利用光线在光纤中传输时散射特性而制成的精密的仪表。基于这种技术特性发展起来的新型传感技术已经广泛应用。本文说明介绍光时域反射的工作原理，总结整理该类型传感器的应用实践。
关键词 OTDR；传感器；监测；滑坡；土木
基于目前在光纤线缆工程中广泛应用的OTDR技术，光纤传感器研制与应用，是该技术的巨大飞跃。光纤传感器具有多方面的优势，如轻巧灵便，使用和施工铺设非常方便。另外，作为一种传输手段，可以实现远距离、分布式监控监测。
光纤传感器具有的巨大优点是可以监测线路沿线任何一处的参数信息，如温度、震动、损伤等，并且不需要构成回路反馈。光纤可以灵活布局铺设，形成监测网，实现对终端的全方位监测，弥补传统点状监测的一些缺点，如信号缺失，漏监等，大大提高监测的可靠性和成功率。
分布式光纤传感器在岩土滑坡监测及土木工程领域有极大的应用。在光纤布设时，应注意要将分布式光纤传感器铺设在容易出现结构变化或损坏的地方，以便获取有效的数据和反馈，监测结构应力变化以及受环境影响的变化。
1 光纤传感器工作原理
1.1 光在光纤内部传输过程中，会发生散射，这主要包括三种散射，瑞利散射、拉曼散射和布里渊散射。瑞利散射是光纤特性而产生的一种固有特点，光纤芯的折射率使得光在微观上随着传输呈现起伏的线性散射特点，光子只改变运动方向，并不发生能量交换；拉曼散射，光照射到物质表面上时，发生非弹性特征的散射而产生的现象。光子与分子之间因碰撞发生能量交换，改变运动方向且光子能量也有变化，从而光子频率发生改变；布里渊散射是光波与声波在光纤传播过程中因相互作用而产生的散射现象，有自发散射和受激散射两种形式。
三者均在同样的散射理论基础上发展，同时有着各自的不同。瑞利散射的波长不发生改变，而拉曼散射和布里渊散射因为有能量交换，散射波长与入射时波长相比发生了偏移。布里渊散射中，基于多普勒效应，当散射光与入射光、压力波相位条件适配情况下，散射光的频率增强为极大值。
1.2 利用OTDR技术可以非常方便地实现从一端对整个光纤网路进行测量监控，而不损坏光纤，并且可以连续性显示整个光纤网路随着距离变化的损耗情况。通过拓展，可以实现更多的功能效用，使用监测也很方便。
OTDR具体应用有六个方面：通过线路测试比较法定位光纤线缆故障点；进行局部光纤断纤检测；利用光纤的...
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