分布式光纤传感技术与应用 尚盈 习题解答

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习题答案

第一章

1．光纤作为传感器的优势有哪些？

答：抗电磁干扰、体积小、重量轻、寿命长、价格低廉、绝缘、耐高压、耐高温、耐腐蚀、高带宽，通讯量大衰减小，传输距离远、讯号串音小，传输质量高。

2．谈谈你对分布式光纤传感技术的理解。

答：分布式光纤传感器是用于测量沿光纤长度方向分布物理量的一种传感器。分布式光纤传感器中的光纤能够集传感、传输功能于一体，不仅能够完成在整条光纤长度上空间、时间多维分布状态信息的连续测量，还能将分布式的测量信息实时、无损地传输到信息处理中心。

3．分布式光纤传感技术按照原理可分为哪几类？

答：基于后向散射技术的分布式光纤传感技术、基于拉曼散射的分布式温度传感技术、基于布里渊散射的分布式光纤传感技术。

4．简述光纤中三种散射的区别。

答：拉曼散射中的频率变化主要是由入射光和光纤中的光学声子及其相互作用引起的；入射光与光纤中的声学声子相互作用产生的非弹性散射引起布里渊散射；光纤材料分布不均匀导致折射率不均匀，会导致瑞利散射，瑞利散射是入射光与物质之间发生的弹性散射。

5．在光纤传感器中，常用的干涉仪有哪些？

答：迈克尔逊(Michelson)光纤干涉仪、马赫泽德(Mach-Zehnder)光纤干涉仪、萨格纳克(Sagnac)光纤干涉仪及复合结构干涉仪等

6．简述Φ-OTDR系统的工作原理。

答：强相干性的脉冲光通过环形器注入传感光纤，当外界干扰信号作用在传感光纤的某个位置区域时，此区域光纤内的折射率变化会引起后向瑞利散射光的相位随之发生改变，从而导致后向瑞利散射的干涉信号强度发生变化。传感光纤上的干扰信号的位置是由输入光脉冲信号与接收到的信号之间的时延差决定的。

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关键词：习题解答 分布式 Michel 光纤传感器 相互作用