蒋超

(中船重工750试验场，云南 昆明 650010)

1 引言

如今，BOTDA传感系统被广泛的应用于结构健康监测领域，尤其是大型结构的结构健康监测，石油和天然气行业的泄漏检测，大功率电缆的温度监测等[1,2]。受限于光纤中声子寿命(10ns)的限制，传统BOTDA系统空间分辨率一般不超过1m[3]，远不能满足实际应用的需求。近年来针对BOTDA空间分辨率受声场寿命的限制，研究人员进行了大量的研究。提出的解决方案都是利用短脉冲空间分辨率高的优点，并通过一系列技术手段克服短脉冲不能激发稳定声场的缺点。这些方法包括：差分脉冲对技术(DPP)[4]、脉冲预泵浦(PPP)布里渊光时域分析技术[5]、双脉冲法[6]、暗脉冲法[7]、布里渊回声技术(BEDS)(也称π脉冲技术)[8]、光学参量放大技术(ODPA)[9]和增益包络探测技术(GPT)[10]，以及脉冲划分技术等[11]，这些技术本质上还是由脉冲宽度决定空间分辨率。

本文通过对布里渊信号重叠现象的研究，提出了一种新的解决方案。由于不同脉宽下布里渊信号的一端会重叠在同一位置，而且该点对应应变(温度)段的端点。利用这个现象，通过对应变(温度)段两端的位置进行定位，可实现应变(温度)段的定位。理论上该方法的空间分辨率不受限制，和脉冲宽度没有直接关系，仅由系统的最小采样间隔决定，即可以利用几十上百ns的脉冲对cm级的应扰动段进行探测，长脉冲意味着更高的信噪比，因此有利于实现长距离高分辨率传感。该方法基于传统的BOTDA系统实现，操作简单，不会增加系统的复杂程度，具有较高的实用价值。……