分布式光纤应变传感技术主要包括以下几类:相干光时域反射(Coherent Optical Time Domain Reflectometry,COTDR)技术、偏振光时域反射(Polarization Optical Time Domain Reflectometry,POTDR)技术、布里渊光频域分析(Brillouin Optical Fiber Frequency Domain Analysis,BOFDA)技术、光频域反射(Optical Fiber Frequency Domain Reflectometry,OFDR)技术、布里渊光相关域分析(Brillouin Optical Correlation Domain Analysis,BOCDA)技术、布里渊光相关域反射(Brillouin Optical Correlation Domain Reflectometry,BOCDR)技术、布里渊光时域分析(Brillouin Optical Time Domain Analysis,BOTDA)技术、布里渊光时域反射(Brillouin Optical Time Domain Reflectometry,BOTDR)技术。
1.1 COTDR技术
COTDR技术利用了后向瑞利散射曲线的可再现性和可恢复性特性。可再现性是指光纤在相同的外界条件(相同的温度和应变)、同一激光频率下测得的OTDR曲线总是呈现完全相同的波形;可恢复性是指光纤的温度或应变发生变化引起的波形变化可通过调整光的频率来还原,COTDR技术正是利用了后向瑞利散射曲线的这种起伏特性,在测量分布式温度和应变方面具有很高的测量分辨率,其系统原理图如图1所示。