冷建成，周國(guó)強(qiáng)，吳澤民，石 永

（東北石油大學(xué) 機(jī)械科學(xué)與工程學(xué)院，大慶 163318）

管道運(yùn)輸具有運(yùn)量大、連續(xù)、迅速、經(jīng)濟(jì)、安全、可靠、平穩(wěn)以及投資少、占地少、費(fèi)用低等優(yōu)點(diǎn)而成為石油和天然氣最主要的長(zhǎng)距離輸送方式，在國(guó)民經(jīng)濟(jì)和社會(huì)發(fā)展中起著十分重要的作用。油氣管道輸送的基本要求是安全、高效。隨著管道工業(yè)的不斷發(fā)展和其重要性的突出，全社會(huì)對(duì)管道安全監(jiān)測(cè)技術(shù)的要求也不斷地提高。2000年4月，國(guó)家經(jīng)貿(mào)委頒發(fā)了［2000］17號(hào)令《石油天然氣管道安全監(jiān)督與管理暫行規(guī)定》，將石油管道的定期檢測(cè)分為在線檢測(cè)和全面檢測(cè)兩種，并對(duì)兩種檢測(cè)周期作了規(guī)定。2009年2月，中國(guó)石油管道公司完成了《管道完整性管理規(guī)范》，強(qiáng)調(diào)“主動(dòng)維護(hù)，事前預(yù)控”，要求“對(duì)可能使管道失效的主要威脅因素進(jìn)行檢測(cè)、檢驗(yàn)，據(jù)此對(duì)管道的適應(yīng)性進(jìn)行評(píng)估”。

檢測(cè)管道結(jié)構(gòu)損傷通常采用無(wú)損檢測(cè)（NDT）技術(shù)，如漏磁檢測(cè)、磁記憶檢測(cè)、超聲波檢測(cè)、渦流檢測(cè)、射線檢測(cè)、應(yīng)力波檢測(cè)、彈性波檢測(cè)和聲發(fā)射檢測(cè)等，這些方法對(duì)檢測(cè)管道的結(jié)構(gòu)缺陷或損傷有很好的效果，為保證其質(zhì)量和安全運(yùn)行起到極其重要的作用。但這些技術(shù)手段大多為離線檢測(cè)，不能及時(shí)有效發(fā)現(xiàn)突發(fā)性故障；另外，管道缺陷檢測(cè)固然重要，但事先預(yù)警更為重要，即在侵害發(fā)生前或發(fā)生中就進(jìn)行報(bào)警來(lái)防止管道損害的發(fā)生，從而真正確保管道的安全持久正常運(yùn)行。于是，管道結(jié)構(gòu)健康監(jiān)測(cè)與損傷診斷技術(shù)應(yīng)運(yùn)而生。

光纖傳感技術(shù)是近年來(lái)發(fā)展起來(lái)的尖端監(jiān)測(cè)技術(shù)，具有（準(zhǔn)）分布式、長(zhǎng)距離、實(shí)時(shí)性、耐腐蝕、抗電磁、輕便靈巧等優(yōu)點(diǎn)，因而已引起管道結(jié)構(gòu)監(jiān)測(cè)界的廣泛重視，成為管道監(jiān)測(cè)領(lǐng)域中的研究熱點(diǎn)。

1 光纖傳感技術(shù)

光纖是利用光在玻璃或塑料制成的纖維中的全反射原理而達(dá)成的一種傳輸介質(zhì)。光纖傳感技術(shù)是20世紀(jì)70年代伴隨光纖通信技術(shù)的發(fā)展而迅速發(fā)展起來(lái)的，以光波為載體，光纖為媒質(zhì)，感知和傳輸外界被測(cè)信號(hào)的新型傳感技術(shù)，其基本原理為：將來(lái)自光源的光經(jīng)過(guò)光纖送入調(diào)制器，使待測(cè)參數(shù)與進(jìn)入調(diào)制區(qū)的光相互作用后，導(dǎo)致光的光學(xué)性質(zhì)，如強(qiáng)度、波長(zhǎng)、頻率、相位、偏振態(tài)等發(fā)生變化，再經(jīng)過(guò)光纖送入探測(cè)器，經(jīng)解調(diào)后獲得被測(cè)參數(shù)。

光纖傳感器根據(jù)測(cè)量方式劃分，可概括為點(diǎn)式、準(zhǔn)分布式和分布式傳感器三種類型。

1.1 點(diǎn)式光纖傳感器

顧名思義，點(diǎn)式光纖傳感器就是對(duì)固定一點(diǎn)進(jìn)行監(jiān)控。SOFO（源于法語(yǔ)Surveillance d'Ouvrages par Fibres Optiques的首字母，意為光纖結(jié)構(gòu)監(jiān)測(cè)）是由瑞士聯(lián)邦工業(yè)學(xué)院土木工程系IMAC應(yīng)力分析實(shí)驗(yàn)室開發(fā)的一種點(diǎn)式光纖傳感器。完整的SOFO監(jiān)測(cè)系統(tǒng)包括光纖傳感器、讀數(shù)裝置、數(shù)據(jù)分析軟件以及附屬設(shè)備（轉(zhuǎn)換箱、連接盒、光纜和連接器等），如圖1所示；其傳感器為長(zhǎng)標(biāo)距（Long－gauge）光纖變形傳感器，典型傳感器長(zhǎng)度范圍為250mm～10m。

圖1 SOFO光纖監(jiān)測(cè)系統(tǒng)［1］

SOFO測(cè)量系統(tǒng)基于低相干干涉原理［2－3］：傳感器實(shí)際上是一個(gè)由測(cè)量光纖和參考光纖組成的全光纖邁爾遜干涉儀。激光光束被耦合器分為兩束強(qiáng)度相同的光，分別進(jìn)入測(cè)量光纖和參考光纖。測(cè)量光纖可以隨結(jié)構(gòu)變形而改變光程的長(zhǎng)度；參考光纖用于補(bǔ)償由溫度變化而引起的光纖折射率的變化。讀數(shù)儀內(nèi)置由固定臂和掃描臂組成的參考干涉儀，重新耦合后的光束進(jìn)入?yún)⒖几缮鎯x，當(dāng)參考干涉儀兩臂之間的光程差與測(cè)量干涉儀產(chǎn)生的光程差相當(dāng)，即可得到測(cè)量光纖的變形量。

1.2 準(zhǔn)分布式光纖傳感器

準(zhǔn)分布式光纖傳感器是由多個(gè)布置在空間預(yù)知位置上的分立的光纖傳感器采用串聯(lián)或其它網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)形式連接起來(lái)，利用時(shí)分復(fù)用、頻分復(fù)用、波分復(fù)用等技術(shù)共用一個(gè)或多個(gè)信息傳輸通道所構(gòu)成的分布式的網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)。光纖光柵是利用光纖材料的光敏性，在纖芯內(nèi)形成空間相位光柵制成的。光纖布喇格光柵（Fiber Bragg Grating，簡(jiǎn)稱FBG）傳感器是利用光敏光纖在紫外光照射下產(chǎn)生的光致折射率變化效應(yīng)，使纖芯的折射率沿軸向呈現(xiàn)出周期性分布而得到的一種波長(zhǎng)調(diào)制型光纖傳感器。

光纖光柵傳感系統(tǒng)主要由寬帶光源、光纖光柵傳感器、信號(hào)解調(diào)等組成，F(xiàn)BG監(jiān)測(cè)系統(tǒng)見(jiàn)圖2。

圖2 FBG傳感系統(tǒng)組成

FBG類似于波長(zhǎng)選擇反射器，滿足布喇格衍射條件的入射光（波長(zhǎng)為λB）在FBG處被反射，其它波長(zhǎng)的光會(huì)全部穿過(guò)而不受影響，反射光譜在FBG中心波長(zhǎng)λB處出現(xiàn)峰值，根據(jù)模耦合理論［4］得：

式中λB為布喇格波長(zhǎng)；neff為光纖傳播模式的有效折射率；Λ為光柵周期。

當(dāng)光柵區(qū)域的應(yīng)變發(fā)生變化時(shí)，反射波長(zhǎng)λB將發(fā)生漂移，在光纖的彈性范圍內(nèi)，中心波長(zhǎng)漂移量ΔλB與應(yīng)變變化呈線性相關(guān)，同時(shí)溫度的變化對(duì)其也有一定影響，二者共同引起的ΔλB［5］為：

式中P11，P12為單模光纖的彈光系數(shù)；v為光纖材料的泊松比；Δε為光纖軸向應(yīng)變；α，ξ分別為FBG的熱膨脹系數(shù)和熱光系數(shù)；ΔT為溫度變化量。

可見(jiàn)，當(dāng)光纖光柵所處環(huán)境的溫度、應(yīng)力、應(yīng)變或其它物理量發(fā)生變化時(shí)，光柵的周期或纖芯折射率將發(fā)生變化，從而使反射光的波長(zhǎng)發(fā)生變化，通過(guò)測(cè)量物理量變化前后反射光波長(zhǎng)的變化，就可以獲得待測(cè)物理量的變化。FBG傳感器走向工程實(shí)用化的關(guān)鍵問(wèn)題有兩個(gè)：一是光纖光柵傳感器的增敏與封裝，二是波長(zhǎng)編碼的解調(diào)技術(shù)。

1.3 分布式光纖傳感器

相對(duì)點(diǎn)式光纖傳感器，分布式光纖傳感器能對(duì)較長(zhǎng)工作距離的目標(biāo)參量變化進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)。分布式光纖傳感系統(tǒng)原理是同時(shí)利用光纖作為傳感敏感元件和傳輸信號(hào)介質(zhì)，采用先進(jìn)的光時(shí)域反射（Optical Time Domain Reflectormeter，簡(jiǎn)稱OTDR）技術(shù)，探測(cè)出沿著光纖不同位置的應(yīng)變和溫度的變化，實(shí)現(xiàn)真正分布式的測(cè)量。就傳感技術(shù)來(lái)看，主要有三種實(shí)現(xiàn)方式：基于瑞利（Rayleigh）散射、基于拉曼（Raman）散射和基于布里淵（Brillouin）散射。其中基于布里淵散射的分布式光纖傳感技術(shù)在溫度、應(yīng)變上所達(dá)到的測(cè)量精度、測(cè)量范圍以及空間分辨率等均高于其它傳感技術(shù)，得到廣泛的關(guān)注與研究。

布里淵散射是光波與聲波在光纖中傳播時(shí)產(chǎn)生非彈性碰撞而出現(xiàn)的光散射過(guò)程。在不同條件下，布里淵散射又分為自發(fā)散射和受激散射兩種，所以基于布里淵散射的分布式光纖傳感器也分為基于自發(fā)布里淵散射的布里淵光時(shí)域反射計(jì)（Brillouin Optical Time－Domain Reflectometer，簡(jiǎn) 稱 BOTDR）和基于受激布里淵散射的布里淵光時(shí)域分析（Brillouin Optical Time－Domain Analysis，簡(jiǎn) 稱BOTDA）兩種。

1.3.1 BOTDR分布式光纖傳感器

布里淵散射的強(qiáng)度極其微弱，相對(duì)于瑞利散射來(lái)說(shuō)要低大約兩三個(gè)數(shù)量級(jí)，而且相對(duì)于散射光來(lái)說(shuō)布里淵頻移很小，檢測(cè)起來(lái)較為困難，通常采用的檢測(cè)方法有直接檢測(cè)和相干檢測(cè)兩種。基于BOTDR的分布式光纖傳感器典型結(jié)構(gòu)如圖3所示。

圖3 基于BOTDR的分布式光纖傳感系統(tǒng)組成

基于BOTDR的分布式光纖傳感技術(shù)與在光纖測(cè)量中廣泛應(yīng)用的OTDR技術(shù)相似。光脈沖注入光纖系統(tǒng)的一端，光纖中的散射光作為時(shí)間的函數(shù)，同時(shí)帶有光纖沿線溫度、應(yīng)變分布的信息，測(cè)量布里淵散射頻移量即可得到光纖中的溫度、軸向應(yīng)變分布。光纖的軸向應(yīng)變、溫度與布里淵散射光頻移的關(guān)系可分別表示為［6］：

式中ε為光纖的應(yīng)變；T為溫度；Cε為布里淵頻移－應(yīng)變系數(shù)；CT為布里淵頻移－溫度系數(shù)；vB為光纖的布里淵頻移；vB0，ε0，T0分別為光纖初始狀態(tài)的布里淵頻移量、應(yīng)變和溫度。

1.3.2 BOTDA分布式光纖傳感器

基于BOTDA的分布式光纖傳感器利用直流探測(cè)光和脈沖泵浦光之間的受激布里淵散射，通過(guò)受激布里淵效應(yīng)對(duì)探測(cè)光的放大［7］，實(shí)現(xiàn)接收信號(hào)強(qiáng)度大、測(cè)量精度高和動(dòng)態(tài)范圍寬等特性，典型結(jié)構(gòu)如圖4所示。

圖4 基于BOTDA的分布式光纖傳感系統(tǒng)組成

當(dāng)光纖某個(gè)區(qū)段的溫度或應(yīng)變發(fā)生變化時(shí)，該部位的布里淵頻移便隨之發(fā)生變化，從而引起該區(qū)段的BOTAD信號(hào)變化。通過(guò)調(diào)諧使入射泵浦光和探測(cè)光之間的頻差等于新的布里淵頻移，便能接收到該點(diǎn)的布里淵散射信號(hào)。由于布里淵頻移與溫度、應(yīng)變存在線性關(guān)系，因此，對(duì)兩激光器的頻率進(jìn)行連續(xù)調(diào)節(jié)的同時(shí)，通過(guò)檢測(cè)從光纖一段耦合出來(lái)的探測(cè)光的功率，就可以確定光纖各小段區(qū)域上能量轉(zhuǎn)移達(dá)到最大時(shí)所對(duì)應(yīng)的頻率差，從而得到光纖沿任一點(diǎn)的溫度、應(yīng)變分布。

同BOTDR技術(shù)相比，基于受激布里淵散射的BOTDA傳感系統(tǒng)可以獲得相對(duì)較強(qiáng)的散射信號(hào)，空間分辨率也從1m提高到了10cm，從而使應(yīng)變、溫度等信息的空間定位更加準(zhǔn)確。但BOTDA技術(shù)采用雙端檢測(cè)，需要從光纖兩端分別注入泵浦光和探測(cè)光，傳感光纖必須構(gòu)成測(cè)量回路，給工程實(shí)際應(yīng)用帶來(lái)一定的困難。

2 性能與特點(diǎn)比較

光纖傳感技術(shù)涵蓋點(diǎn)式、準(zhǔn)分布式、分布式三類拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)，每種傳感器都具有各自不同的特性和適用范圍，參見(jiàn)表1所示，因而在構(gòu)建管道在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)時(shí)可以相互配合、各取所長(zhǎng)。

表1 光纖傳感器性能指標(biāo)

可見(jiàn)，SOFO分辨率高，但受信號(hào)傳輸和解調(diào)技術(shù)的限制，布點(diǎn)數(shù)量有限，比較適用于結(jié)構(gòu)重點(diǎn)部位的監(jiān)測(cè)。分布式的BOTDR和BOTDA可對(duì)結(jié)構(gòu)進(jìn)行大范圍監(jiān)測(cè)，但分辨率低，測(cè)得的應(yīng)變是傳感段所經(jīng)過(guò)區(qū)域應(yīng)變量或溫度的平均值。而FBG不僅分辨率高，所測(cè)的應(yīng)變位置明確易定，且能使用波分復(fù)用技術(shù)在一根光纖中串接多個(gè)傳感器，實(shí)現(xiàn)真正意義上的多點(diǎn)線式分布測(cè)量。因此，F(xiàn)BG在很大程度上彌補(bǔ)了以上幾種傳感器的不足，更適合于大型結(jié)構(gòu)的多點(diǎn)監(jiān)測(cè)。

3 光纖傳感技術(shù)在管道監(jiān)測(cè)中的應(yīng)用

管道光纖健康監(jiān)測(cè)系統(tǒng)主要由以下三部分構(gòu)成：光纖傳感器系統(tǒng)、信號(hào)傳輸與采集系統(tǒng)、數(shù)據(jù)處理與監(jiān)測(cè)系統(tǒng)［8］，如圖5所示。其中光纖傳感器系統(tǒng)包括光纖傳感器的選型、拓?fù)漕愋?、安裝方式等；信號(hào)傳輸與采集系統(tǒng)包括光纖傳感器的校正、采樣及實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)的存儲(chǔ)等；數(shù)據(jù)處理與監(jiān)測(cè)系統(tǒng)包括采集數(shù)據(jù)的有效性分析、結(jié)構(gòu)健康性能指標(biāo)的參數(shù)選擇、結(jié)構(gòu)運(yùn)行狀態(tài)的可視化系統(tǒng)及相應(yīng)的災(zāi)害提前預(yù)警功能等。

圖5 管道光纖實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)

3.1 管道應(yīng)變／變形監(jiān)測(cè)

油氣管道傳輸距離長(zhǎng)，冷熱變形量大，在長(zhǎng)期服役過(guò)程中容易受到地質(zhì)災(zāi)害，如地基沉降［9］、沿線滑坡［10］、凍脹融沉［11］等不利因素而引起變形，因此需要對(duì)管道進(jìn)行實(shí)時(shí)變形監(jiān)測(cè)。

利用FBG準(zhǔn)分布式光纖傳感技術(shù)可以用同一根光纖復(fù)用多個(gè)FBG傳感器，從而實(shí)現(xiàn)對(duì)待測(cè)管道關(guān)鍵部位，如焊接點(diǎn)、拐彎閥門等定點(diǎn)應(yīng)力的精確測(cè)量。美國(guó)Micron Optics公司生產(chǎn)的sm125靜態(tài)光纖光柵解調(diào)儀可允許在一根光纖上同時(shí)連接大于40個(gè)FBG傳感器，同時(shí)也可隨時(shí)擴(kuò)展到16個(gè)光學(xué)通道，掃描頻率為1Hz，其應(yīng)變和溫度分辨率可分別達(dá)到1με和0.1℃，非常適合管道局部關(guān)鍵區(qū)域的長(zhǎng)期監(jiān)測(cè)使用。英國(guó)Smart Fibres公司的W4－5型光纖光柵傳感網(wǎng)絡(luò)分析儀具有4通道，每通道傳感器最大數(shù)為40個(gè)，專為監(jiān)測(cè)變化很慢的應(yīng)力、溫度和壓力而設(shè)計(jì)。

如果僅需了解管道結(jié)構(gòu)的整體應(yīng)力變化趨勢(shì)或?qū)ΡO(jiān)測(cè)精度要求不是很高時(shí)，也可采用布里淵散射分布式光纖傳感技術(shù)。日本ANDO公司研制開發(fā)的光纖應(yīng)變／損耗分析儀AQ8603應(yīng)用BOTDR技術(shù)可以檢測(cè)最長(zhǎng)80km光纖沿線的應(yīng)變，空間分辨率為1m，應(yīng)變測(cè)量精度可達(dá)到±0.003%，基本上能夠滿足管道工程變形監(jiān)測(cè)的要求。日本Neubrex公司在BOTDA技術(shù)的基礎(chǔ)上開發(fā)了新一代應(yīng)變測(cè)量技術(shù)——脈沖預(yù)泵浦BOTDA，簡(jiǎn)稱PPP－BOTDA，實(shí)現(xiàn)了10cm的空間分辨率和±7.5με的應(yīng)變測(cè)量精度；瑞士Omnisens公司的DiTeSt分布式光纖溫度應(yīng)變監(jiān)測(cè)系統(tǒng)在10km測(cè)量范圍內(nèi)空間分辨率為1m、應(yīng)變測(cè)量精度為±30με；加拿大OZ公司最新的ForesightTM系列傳感器系統(tǒng)采用專利光纜設(shè)計(jì)，在50km測(cè)量范圍內(nèi)空間分辨率為10cm、應(yīng)變和溫度測(cè)量精度分別達(dá)到±2με和±0.1℃。這些系統(tǒng)均可實(shí)現(xiàn)應(yīng)變和溫度的同時(shí)測(cè)量，從而對(duì)管道的變形狀況進(jìn)行實(shí)時(shí)連續(xù)監(jiān)測(cè)。

3.2 管道泄露監(jiān)測(cè)

管道由于人為穿孔或破壞引起的泄漏，不僅造成自然資源的浪費(fèi)、環(huán)境污染，而且容易發(fā)生火災(zāi)、爆炸等災(zāi)難性事故，危害工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)和人民生活。因此，及時(shí)、準(zhǔn)確地發(fā)現(xiàn)泄漏及其位置具有重大意義。

溫度、壓力和流量是對(duì)流體管道進(jìn)行漏泄檢測(cè)、泄漏定位和生產(chǎn)控制所需要的基本數(shù)據(jù)。對(duì)于輸油／氣管道或熱力管道，當(dāng)高溫、高壓的液體泄漏時(shí)會(huì)導(dǎo)致周圍的溫度升高，而氣體泄漏時(shí)周圍溫度將降低，根據(jù)這一性質(zhì)可將光纖光柵準(zhǔn)分布式傳感系統(tǒng)和分布式光纖溫度傳感器系統(tǒng)應(yīng)用到管道泄漏檢測(cè)中。結(jié)合熱力管道泄漏處的溫度場(chǎng)變化規(guī)律，利用FBG溫度傳感器的溫度特性可以對(duì)熱力管道關(guān)鍵點(diǎn)溫度進(jìn)行連續(xù)監(jiān)測(cè)，從而及時(shí)發(fā)現(xiàn)泄漏［12］。相對(duì)于數(shù)百、上千公里的輸油／氣管道或熱力管道，如果安裝成千上萬(wàn)個(gè)FBG傳感器經(jīng)濟(jì)上會(huì)極其昂貴，所以工程上多采用分布式光纖傳感技術(shù)。英國(guó)Sensornet公司生產(chǎn)的Sentinel DTS分布式光纖溫度監(jiān)測(cè)系統(tǒng)同時(shí)利用光纖感測(cè)信號(hào)和傳輸信號(hào)，采用先進(jìn)的OTDR技術(shù)和拉曼散射光對(duì)溫度敏感的特性，在30km監(jiān)測(cè)范圍內(nèi)空間分辨率最小0.1m，其溫度分辨率可以達(dá)到0.01℃。

分布式光纖傳感器的主要技術(shù)方法除了上述的OTDR法，還有干涉法。干涉式光纖傳感技術(shù)利用光纖受到所監(jiān)測(cè)物理場(chǎng)感應(yīng)（如溫度、壓力或振動(dòng)等），使導(dǎo)光相位產(chǎn)生延遲，經(jīng)由相位的改變?cè)斐奢敵龉獾膹?qiáng)度改變，進(jìn)而得知待測(cè)物理場(chǎng)的變化。相對(duì)于OTDR技術(shù)，它的動(dòng)態(tài)范圍大、靈敏度高，可實(shí)現(xiàn)管道小泄漏檢測(cè)。澳大利亞FFT公司基于模態(tài)分布調(diào)制干涉技術(shù)研制了一種對(duì)壓力／聲波／振動(dòng)敏感的分布式光纖管道安全防御系統(tǒng)，可以檢測(cè)管道泄漏、挖掘、機(jī)械施工等事件，在60km管段內(nèi)進(jìn)行泄漏檢測(cè)的定位精度為±50m。該系統(tǒng)已成功應(yīng)用于美國(guó)New Yoke Gas Group和印度尼西亞Gulf Resources Ltd的長(zhǎng)輸管道上，適合油氣管道泄漏檢測(cè)和定位的要求。

4 結(jié)論

光纖傳感技術(shù)利用光纖進(jìn)行信號(hào)傳輸，具有傳輸損耗小、穩(wěn)定性高、頻帶寬和可集成性好的特點(diǎn)，可實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)距離傳輸和自動(dòng)監(jiān)測(cè)。FBG傳感器由于具有體積小、質(zhì)量輕、壽命長(zhǎng)、可實(shí)現(xiàn)絕對(duì)測(cè)量、對(duì)電磁干擾不敏感及可構(gòu)成準(zhǔn)分布式傳感網(wǎng)絡(luò)而受到廣泛重視。與FBG傳感技術(shù)相比，布里淵分布式光纖傳感技術(shù)突出的優(yōu)點(diǎn)在于不需要對(duì)光纖進(jìn)行加工，傳輸與傳感為一體，測(cè)試費(fèi)用低，并可進(jìn)行長(zhǎng)距離分布式測(cè)量。在分布式光纖傳感技術(shù)中，拉曼分布式溫度傳感技術(shù)和BOTDA光纖傳感技術(shù)是最具前途、目前應(yīng)用最為廣泛的實(shí)用系統(tǒng)。

目前，光纖傳感技術(shù)在橋梁、大壩、高層建筑等土木工程以及隧道、地鐵、邊坡等巖土工程都有廣泛應(yīng)用；而在管道方面，雖然應(yīng)用較少，但也取得了一定的進(jìn)展。在對(duì)測(cè)點(diǎn)要求精度較高時(shí)，宜選用FBG傳感技術(shù)，其適合局部、高靈敏度監(jiān)測(cè)；當(dāng)僅需了解管道結(jié)構(gòu)性能的整體變化趨勢(shì)時(shí)，宜選用BOTDA傳感技術(shù)，其適合長(zhǎng)距離、低靈敏度靜態(tài)監(jiān)測(cè)。

［1］隋海波，施斌，張丹，等.地質(zhì)和巖土工程光纖傳感監(jiān)測(cè)技術(shù)綜述［J］.工程地質(zhì)學(xué)報(bào)，2008，16（1）：135－143.

［2］丁勇，施斌，隋海波.隧道結(jié)構(gòu)健康監(jiān)測(cè)系統(tǒng)與光纖傳感技術(shù)［J］.防災(zāi)減災(zāi)工程學(xué)報(bào)，2005，25（4）：375－380.

［3］Inaudi D，Elamari A，Pflug L，et al.Low－coherence deformation sensors for the monitoring of civil engineering structures［J］.Sensor and Actuators A，1994（44）：125－130.

［4］趙星光，邱海濤.光纖Bragg光柵傳感技術(shù)在隧道監(jiān)測(cè)中的應(yīng)用［J］.巖石力學(xué)與工程學(xué)報(bào)，2007，26（3）：587.

［5］Xie F，Zhang S L，Li Y，et al.Temperature－compensating multiple fiber bragg grating strain sensors with a metrological grating［J］.Optics and Lasers in Engineering，2004，41（1）：205－216.

［6］Horiguchi T，Kurashima T，Tateda M.Tensile strain dependence of Brillouin frequency shift in silica optical fibers［J］.IEEE Photonics Technol.Lett，1989，1（5）：107－108.

［7］李光宇，蔣佩璇.布里淵散射在光纖拉伸應(yīng)變分布測(cè)量中的應(yīng)用［J］.光通信技術(shù)，1999，23（1）：78－82.

［8］李宏男，任亮.結(jié)構(gòu)健康監(jiān)測(cè)光纖光柵傳感技術(shù)［M］.北京：中國(guó)建筑工業(yè)出版社，2008：3.

［9］楊振濤，李曉東，李曉.管道沉降監(jiān)測(cè)與應(yīng)用研究［J］.上海地質(zhì)，2006，98（2）：45－48.

［10］胡志新，馬云賓，譚東杰，等.基于光纖光柵傳感的管道滑坡監(jiān)測(cè)方法研究［J］.光子學(xué)報(bào)，2010，39（1）：33.

［11］周智，何建平，歐進(jìn)萍.輸油管道凍脹融沉監(jiān)測(cè)的光纖布里淵傳感技術(shù)［J］.壓電與聲光，2010，32（4）：543.

［12］袁朝慶，劉迎春，劉燕，等.光纖光柵在熱力管道泄漏檢測(cè)中的應(yīng)用［J］.無(wú)損檢測(cè)，2010，32（10）：791.