| 词条 | 光纳仪 |
| 释义 | 简介光纳仪是利用光纤作为传感器，具有高精度（±25με）高空间分辨率（10cm）的测量仪器。在管道、建筑物等结构体上敷设光纤，就可以测量该部位的应变和温度。 光纳仪可以用于监控工厂设备的运行状态，结构体的应变状况等。并且还可以依据获得的信息，使用反分析技术，把结构体的性质和状态以可视化的图像表达出来以提供各种易于理解的信息。 还可以用于石油、工厂的管道、混凝土建筑物等的健康监控，也就是通过事先检测出异常发生前的应变或温度变化，进行结构体的健康监测。 技术原理基于新一代应变分布测量技术——PPP-BOTDA (Pulse-PrePump Brillouin Optical Time Domain Analysis)、同时实现了10cm的空间分辨率和±0.0025%的应变测量精度。 光纤传感器能够测量线状或面状的应变分布，其在监测系统中的应用，已经成为一个备受瞩目的研究热点。然而，目前的“光纤应变测量仪”，仅具有1m的空间分辨率及±0.01%的应变测量精度，因此在应用中受到了很多的限制。 光纳株式会社与加拿大OTTAWA大学的X.Bao教授合作，在2004年开发了PPP-BOTDA技术。利用这个技术可以解决上述测量精度以及空间分辨率的问题 BOTDA的基本原理是：分别从光纤的两端注入短脉冲光和连续探测光，通过测量光纤中受激布里渊散射光的频率变化，就能获得光纤轴向各点的应变信息。为获得较高的空间分辨率，通常的手段是减小脉冲光宽度，然而，由于声子的激发需要28ns，缩短脉冲光宽度同时会导致布里渊增益的减弱和频谱形态的劣化。新的PPP-BOTDA技术，通过改变泵浦光的形态，在测量的脉冲光发出前，增加一段预泵浦脉冲波来激发声子。利用这种方法，可以同时获得10cm空间分辨率和±0.0025%应变测量精度。 PPP-BOTDA与普通BOTDA技术的对比
空间分辨率 10cm 1m 最大测量距离 10cm分辨率 1km × 最大测量距离 1m分辨率 20km 10km 应变测量精度 25με 约100με 温度测量精度 0.6℃ 1℃ 测量时间 3min 2min 典型应用1、管道内壁侵蚀监测 在重视资源和环保的经济环境中，对工事设施的实时监测和有效维护已成为各行业的重要课题。 在该领域中尤其是管道安全监测方面的问题，通过光纤传感系统能得以完善的解决。利用光纳仪和光纤传感器，开发了针对管道内壁侵蚀的分布式监测系统，并已得到了实际应用。 2、土木结构体监测 光纳仪作为新一代光纤传感系统在性能和精度上都优于传统的监测手段，所以能广泛应用于土木领域，如桥梁、隧道、大坝、大型钢结构等的健康监测。 大范围应变的分布 表面与内部的龟裂 钢筋、光缆的侵蚀 温度分布的变化 3、航空航天应用 在航空航天领域里，碳纤维增强塑料(CFRP:Carbon Fiber Reinforced Plastic)的研究发展迅速。经过长年的研究，把碳纤维多层重叠形成复合材料的技术，现在主要用于飞机的机体等。 在多层碳纤维之间嵌入光纤，能有效监控复合材料成型时的品质；并且通过光纤的分布式传感能监控飞机飞行前后的机身状况变化，起到实时监测和预警的作用。 CFRP·复合材料的变形监测 利用光纤传感器，通过温度、外力的变化，能够监测复合材料应变分布的变化和形变。 CFRP·复合材料成型品质监控 利用光纤传感系统,可监测复合材料的成型过程。 4、光纤光缆开发 制造光纤光缆的时候，需要使用仪器监测其品质。光纳仪具有高度的空间分辨率，能满足各光纤制造商实际使用需求。 5、光陀螺仪开发 现代陀螺仪是一种能够精确地确定运动物体的方位的仪器，它是现代航空，航海，航天和国防工业中广泛使用的一种惯性导航仪器。传统的惯性陀螺仪主要是指机械式的陀螺仪，机械式的陀螺仪对工艺结构的要求很高，结构复杂，它的精度受到了很多方面的制约。光纤陀螺仪具有结构紧凑，灵敏度高，工作可靠等等优点，所以目前光纤陀螺仪在很多的领域已经完全取代了机械式的传统的陀螺仪，成为现代导航仪器中的关键部件。 光纳仪在光纤陀螺仪的生产流程中能对其进行品质上的监控，从而提高光纤陀螺仪品质的稳定性。 抗低温试验 用光纳仪测量低温环境下产生的热应力，监控和改善加工品质。 品质管理 提高光陀螺仪的成品率与品质的稳定性。 |
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