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Distributed and dynamic strain sensing with high spatial resolution and large measurable strain range

机译：具有高空间分辨率和大可测量应变范围的分布式和动态应变感应

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摘要

A distributed and dynamic strain sensing system based on frequency-scanning phase-sensitive optical time domain reflectometry is proposed and demonstrated. By utilizing an RF pulse scheme with a fast arbitrary waveform generator, a train of optical pulses covering a large range of different optical frequencies, short pulse width, and high extinction ratio is generated. Also, a Rayleigh-enhanced fiber is used to eliminate the need for averaging, allowing single-shot operation. Using direct detection and harnessing a dedicated least mean square algorithm, the method exhibits a record high spatial resolution of 20 cm, concurrently with a large measurable strain range (80 mu epsilon, 60 demonstrated), a fast sampling rate of 27.8 kHz (almost the maximum possible for a 55 m long fiber and 60 frequency steps), and low strain noise floor (<1.8 n epsilon/root Hz for vibrations below 700 Hz and <0.7n epsilon/root Hz for higher frequencies). (C) 2020 Optical Society of America
机译：提出并演示了基于频率扫描相敏光学时域反射测定法的分布式和动态应变感测系统。 通过利用具有快速任意波形发生器的RF脉冲方案，产生覆盖大范围的不同光学频率，短脉冲宽度和高消光比的光脉冲列车。 此外，使用瑞利增强光纤来消除对平均的需要，允许单次操作。 使用直接检测和利用专用最小均方算法，该方法表现出20厘米的记录高空间分辨率，同时具有大的可测量应变范围（80 mu epsilon，60展示），快速采样率为27.8 kHz（几乎 对于55米长的纤维和60个频率步骤的最大可能是可能的，低应变噪声（<1.8 nε/ Root Hz，用于振动低于700Hz和<0.7Nε/ Root Hz，用于较高频率）。 （c）2020美国光学学会

著录项

  • 来源
    《Optics Letters》 |2020年第18期|共4页
  • 作者

    Zhang Li; Yang Zhisheng; Gorbatov Nachum; Davidi Roy; Galal Malak; Thevenaz Luc; Tur Moshe;

  • 作者单位

    Tel Aviv Univ Sch Elect Engn Tel Aviv Israel;

    EPFL Swiss Fed Inst Technol Inst Elect Engn CH-1015 Lausanne Switzerland;

    Tel Aviv Univ Sch Elect Engn Tel Aviv Israel;

    Tel Aviv Univ Sch Elect Engn Tel Aviv Israel;

    EPFL Swiss Fed Inst Technol Inst Elect Engn CH-1015 Lausanne Switzerland;

    EPFL Swiss Fed Inst Technol Inst Elect Engn CH-1015 Lausanne Switzerland;

    Tel Aviv Univ Sch Elect Engn Tel Aviv Israel;

  • 收录信息
  • 原文格式 PDF
  • 正文语种 eng
  • 中图分类 计量学;光学;
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