Page 9 - 国外钢铁技术信息内参（2024年4月）
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缺点是需要在每个测量点刻写独特频率的传感器，这增加了传感器的制造成本。
解调光纤测量温度或应变的另一种方法是测量光纤本身的背向散射反射。
使用光频域反射法（ODFR）检测经过单模光纤的瑞利散射，有望实现单条光 ᇏݓࣁඋ࿐߶
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纤高度分布温度测量。ODFR 法不使用纤芯刻写的传感器，而是检测纤芯中诱
发瑞利背向散射的自然不均匀性。
在光纤每隔 0.65mm 处且已知基准温度的情况下，通过解调光纤捕集沿着
光纤长度的散射频谱（图 6）。该频谱经历由温度变化∆T 引起的波长移位∆λ，
见等式（3）：
∆ ᇏݓࣁඋ࿐߶
=（ξ+α）∆T （3）
其中ξ表示光纤材料的热光系数，α为热膨胀系数。利用相互关系构造温度
分布图来检测每个光纤元件的波长移位。在这里单模光纤允许由飞行时间确定
位置。 ᇏݓࣁඋ࿐߶
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图 6. 检测空间分布瑞利散射的单模光纤 OFDR 解调
经证明这种解调方法测量温度的准确度与热电偶测量方式不差上下（图
7）。 ᇏݓࣁඋ࿐߶
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这种测量方法的主要优点是其高度分布的温度测量性能，可使用一根光纤
获取整个温度分布（图 8）。瑞利散射的其他优点包括特高分辨率（0.65mm），
传感长度长（100m），以及相对较高的采样率（~20ms）。大数值孔径的光纤
（小芯径）对弯曲敏感度很低，在信号损耗低的情况下可以弯曲至半径 1.5mm。
综合利用不同数值孔径的光纤同时有可能实现利用两根平行光纤反卷积处理温
度和应变测量。
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CSM 中国金属学会 CMISI 冶金工业信息标准研究院
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