参考曲线状态评估指南

在使用OSI系列设备进行应变或温度传感测试时，取参考是尤为重要的一个步骤。参考曲线能为我们提供诸如光纤样品链路状态、长度等关键信息。因此，准确理解参考曲线的状态对实验能否顺利进行至关重要。本文旨在为理解参考曲线状态提供一份实用性评估指南，帮助用户有效分析和评估样品中光纤状态。

PART1 正常状态参考曲线

 

如下图1所示，在测试光纤正常的情况下，参考曲线是笔直、平滑的状态，尾端反射与参考曲线差值在35dB以内，并且底噪信号与参考曲线差值大于8dB。参考曲线横坐标可以反映待测光纤链路的有效长度以及设备可支持的最大传感长度（例如图1，光纤链路的长度约105m,设备最大传感长度约120m），参考曲线纵坐标则可以反映整条光纤链路中各位置对应的反射强度及损耗。

 

 

图1. 标准的参考曲线

 

PART2  异常状态参考曲线

 

 

图2. 光纤链路出现断裂

 

上图为光纤链路出现断裂情况，可以通过测试前后扫描判断光纤链路长度与实际布设长度是否有明显差异。

图3. 光纤链路出现损耗

上图为光纤链路出现损耗情况，可以看到产生损耗位置光纤信号下降，出现一个小台阶。造成这种损耗原因一般有三种情况：

 

 

（1）光纤弯曲损耗，建议布设时弯曲直径大于3cm。

 

 

（2）光纤熔接质量较差、跳线连接损耗较大，通过横坐标判断光纤链路位置，分析是否为光纤熔接点或者跳线对接位置，逐一排查分析。若为光纤熔接点，建议重新进行熔接；若为跳线对接点，需对两端跳线及法兰依次进行清洁，做好清洁后再次进行对接。

 

 

（3）光纤布设后，胶水与传感器发生反应或是布设方式、工艺不佳，使得整个OFDR曲线信号均匀下降。观察OFDR信号与底噪信号差值是否大于8dB，若大于8dB则可正常进行测试，若小于8dB则该传感段测试性能会下降。

图4. 光纤链路信号均匀衰减

 

以光纤拉伸梁测试应变为例，对比不同信噪比条件下仪器能准确测量应变的最大范围，如下图所示：

图5. 信噪比-应变测试范围曲线

 

 

对于不同待测结构和测试方案，由光纤链路损耗而导致的应变范围损失，情况有所不同。因此，我们建议当链路有损耗且信噪比低于8dB时，先查找原因、排除损耗后再进行测试。

图6. 尾端反射过高-OFDR曲线异常   

图7. 尾端反射过高-OFDR曲线异常

上述两图均为尾端反射过高导致OFDR参考曲线异常现象，无明显台阶，此时无法进行正常传感。遇到这种情况，需对光纤链路进行尾端处理，常见方式有以下三种：

 

 

（1）对于不耐弯曲光纤，可在靠近光纤尾端处打结（注意不能将光纤折断），使尾端反射信号衰减（临时）。

 

 

（2）光纤尾端端面处涂光纤匹配膏（临时）。

 

 

（3）在光纤传感器尾端熔接或者连接一根ERE尾端反射消除器（长期）。

 

 

当然，我们也以视频的方式整理了关于OFDR参考曲线的常见问题及对应分析，方便大家随时查阅。

 

 

 

本文提供了一份OFDR参考曲线状态评估指南，旨在更好地帮助客户在实际测试中认识与分析当前光纤链路状态，从而有效提升实验测试的效率与质量。