《新型連續分散式光纖應變/溫度實時監測儀》是依託南京大學，由張旭苹擔任項目負責人的專項基金項目。
基本介紹
- 中文名：新型連續分散式光纖應變/溫度實時監測儀
- 項目類別：專項基金項目
- 項目負責人：張旭苹
- 依託單位：南京大學
項目摘要,結題摘要,
項目摘要
應變和溫變是物體物理特性發生改變的最主要和最直接的表現。本申請從工程基礎設施和國防設施長距離、高解析度、連續分布、實時安全監測的需求出發，在已研製的原理樣機基礎上，結合套用需求，研製性能優越、性價比高的實時監測新型連續分散式光纖應變/溫度監測儀。本項目首次提出利用單頻窄線寬布里淵光纖雷射器作為相干探測用本振光的新相干探測技術，可有效降低監測系統的複雜度，提高系統的性能和可靠性。並採用調製編碼脈衝序列作為探測脈衝，以實現系統大動態範圍的同時，提高空間解析度。設計中還引入了實時頻譜分析技術，可解決現有儀器不能進行實時動態監測的問題，使監測儀在實時檢測、高解析度、高性價比等性能指標達到或超過國際先進水平。.本項目不僅將填補我國基於布里淵散射效應的連續分散式光纖感測監測儀的空白，為我國基礎工程和國防工程的健康監測提供具有自主智慧財產權的設備，還將促進我國物聯網技術的發展，並產生極大的社會和經濟效益。
結題摘要
本項目首次採用單頻窄線寬布里淵光纖雷射器相干探測本振光、調製編碼序列探測脈、實時頻譜分析等技術，有效降低了儀器的複雜度，提高了系統的性能和可靠性，在實現大動態範圍的同時提高了空間解析度和感測速率。經測試，所研製的樣機在動態範圍、測量速度、空間解析度等性能指標上已經達到國際先進水平，填補了我國該技術的空白。 本項目實施過程中，項目組在權威國際期刊和國際會議上發表論文44篇，其中SCI收錄30篇，Ei收錄27篇，出版專著一部，在國際國內會議上做口頭報告12次，特邀報告5次。培養博士生7名、碩士生6名，申請國家發明專利50項（其中授權18項）、國際發明專利1項，主辦國際會議2次，榮獲教育部技術發明一等獎一項。項目組通過積極參與主流國際會議、邀請國外專家訪問等方式，與美國、英國、加拿大、新加坡等國外同行進行了深入廣泛的學術交流與合作。Laser Focus World 以“Brillouin optical time-domain analyzer is sensitive over a 72 km fiber length”為題作為Newsbreaks 做了特別報導，Electronics Letters作為2012年第18期的重點推薦文章，指出“中國首先實現了多波長相干監測BOTDR系統”。 主要研究成果包括： 1、提出了“等效脈衝光擬合法、實時頻譜分析技術、單光子探測技術、多波長和頻分復用探測光”等一系列創新技術與方法，基於這些方法研製出了可實時監測、空間解析度優於0.2米的高性價比BOTDR樣機。教育部科技成果鑑定專家組的鑑定結論為“創新性強，擁有多項自主智慧財產權，技術上達到了國內領先、國際先進水平”。該儀器已經成功套用於長距離海底通信光纜、高鐵聲屏障、電力傳輸線OPGW等大型工程的健康監測。 2、提出了多波長和頻分復用探測光的新技術。在一次傳統方法的測量時間內，可獲得多次測量的累加效果，有效提高了BOTDR系統的信噪比，縮短了測量時間，提高了感測範圍。 3、首次提出了基於超導納米線的單光子探測技術，設計並研製了基於高斯門控信號的高速、高探測效率、低暗計數與低後脈衝機率的新型InGaAs/InP雪崩單光子探測器，特別適合現場環境下的高速套用，顯著提高了光纖感測系統接收機的靈敏度。
