GBT 43256-2023 分布式光纖應(yīng)變測(cè)試系統(tǒng)參數(shù)測(cè)試方法（正式版）

分布式光纖應(yīng)變測(cè)試系統(tǒng)參數(shù)測(cè)試方法2023-11-27發(fā)布國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)化管理委員會(huì)I前言 l2規(guī)范性引用文件 13術(shù)語和定義 14測(cè)試原理 35測(cè)試要求 45.1測(cè)試條件 45.2安全防護(hù) 45.3計(jì)量溯源要求 46測(cè)試方法 46.1工作波長(zhǎng) 46.2測(cè)距準(zhǔn)確度 66.3空間分辨率 86.4應(yīng)變測(cè)試精密度 6.5動(dòng)態(tài)范圍 6.6應(yīng)變測(cè)試重復(fù)性 6.7采樣分辨率 7測(cè)試報(bào)告 附錄A(資料性)測(cè)試結(jié)果記錄表 參考文獻(xiàn) Ⅲ本文件按照GB/T1.1—2020《標(biāo)準(zhǔn)化工作導(dǎo)則第1部分：標(biāo)準(zhǔn)化文件的結(jié)構(gòu)和起草規(guī)則》的規(guī)定起草。請(qǐng)注意本文件的某些內(nèi)容可能涉及專利。本文件的發(fā)布機(jī)構(gòu)不承擔(dān)識(shí)別專利的責(zé)任。本文件由中國(guó)科學(xué)院提出。本文件由全國(guó)光電測(cè)量標(biāo)準(zhǔn)化技術(shù)委員會(huì)(SAC/TC487)歸口。本文件起草單位：中電科思儀科技股份有限公司、中國(guó)電子科技集團(tuán)公司第四十一研究所、中國(guó)科學(xué)院空天信息創(chuàng)新研究院、南京大學(xué)、安徽大學(xué)、蘇州南智傳感科技有限公司、廣東工業(yè)大學(xué)、中國(guó)地質(zhì)調(diào)查局水文地質(zhì)環(huán)境地質(zhì)調(diào)查中心、山東大學(xué)、北京交通大學(xué)、中國(guó)信息通信研究院、哈爾濱工程大學(xué)、大連海事大學(xué)、中國(guó)計(jì)量科學(xué)研究院、浙江大學(xué)、北京衛(wèi)星環(huán)境工程研究所。1分布式光纖應(yīng)變測(cè)試系統(tǒng)參數(shù)測(cè)試方法本文件描述了分布式光纖應(yīng)變測(cè)試系統(tǒng)主要參數(shù)的測(cè)試方法。本文件適用于分布式光纖應(yīng)變測(cè)試系統(tǒng)主要參數(shù)的測(cè)試。2規(guī)范性引用文件下列文件中的內(nèi)容通過文中的規(guī)范性引用而構(gòu)成本文件必不可少的條款。其中，注日期的引用文件，僅該日期對(duì)應(yīng)的版本適用于本文件；不注日期的引用文件，其最新版本(包括所有的修改單)適用于本文件。GB7247.1—2012激光產(chǎn)品的安全第1部分：設(shè)備分類、要求3術(shù)語和定義下列術(shù)語和定義適用于本文件。用相對(duì)變化量表征光纖受軸向拉伸或壓縮時(shí)導(dǎo)致的光纖長(zhǎng)度變化的程度。注1:應(yīng)變量為軸向形變量與原來長(zhǎng)度的比值。當(dāng)光纖被拉伸或壓縮時(shí)，分別產(chǎn)生正應(yīng)變或負(fù)應(yīng)變。注2:光纖應(yīng)變無量綱，一般采用ε或μe或%表示，1μe表示1×10-°的變化量，1ε=1000000μe,1%應(yīng)變值相當(dāng)測(cè)試光纖應(yīng)變空間分布的測(cè)試儀器或測(cè)試系統(tǒng)。注1:包括單端型分布式光纖應(yīng)變測(cè)試系統(tǒng)和環(huán)路型分布式光纖應(yīng)變測(cè)試系統(tǒng)兩種類型。注2:被測(cè)試光纖的類型包括單模光纖、多模光纖、保偏光纖等。單端型分布式光纖應(yīng)變測(cè)試系統(tǒng)single-enddistributedopticalfibrestrainmeasuringsystem只需從被測(cè)光纖的一端接入就能完成應(yīng)變分布測(cè)試的測(cè)試儀器或測(cè)試系統(tǒng)。注1:包括布里淵光時(shí)域反射計(jì)、布里淵光頻域反射計(jì)等。注2:本文件中簡(jiǎn)稱為“單端型系統(tǒng)”。將被測(cè)光纖的兩端均接入才能完成應(yīng)變分布測(cè)試的測(cè)試儀器或測(cè)試系統(tǒng)。注1:如布里淵光時(shí)域分析儀、布里淵光頻域分析儀等。注2:本文件中簡(jiǎn)稱為“環(huán)路型系統(tǒng)”。布里淵散射Brillouinscattering一種涉及聲學(xué)聲子的非線性散射效應(yīng)。2注：分為自發(fā)布里淵散射和受激布里淵散射。布里淵頻移Brillouinfrequencyshiftfg光纖中產(chǎn)生的自發(fā)布里淵散射或受激布里淵散射光的頻率相對(duì)于入射光的頻率產(chǎn)生的偏移。初始布里淵頻移origionBrillouinfrequencyshiftfpo在規(guī)定的環(huán)境溫度下，光纖在無外界張力狀態(tài)下的布里淵頻移。注：不同光纖或光纜的初始布里淵頻移不同，進(jìn)行應(yīng)變分布測(cè)試前，通過標(biāo)定得到被測(cè)光纖或光纜的初始布里淵頻移并作為測(cè)試參數(shù)。在規(guī)定的環(huán)境條件下，光纖中產(chǎn)生的布里淵頻移的變化量與光纖同步產(chǎn)生的應(yīng)變量的變化量的注1:與光纖的材料、制作工藝及探測(cè)波長(zhǎng)相關(guān)。注3:不同光纖或光纜的應(yīng)變系數(shù)不同，進(jìn)行應(yīng)變分布測(cè)試前，通過標(biāo)定得到被測(cè)光纖或光纜的應(yīng)變系數(shù)并作為測(cè)試參數(shù)。工作波長(zhǎng)operatingwavelength為測(cè)試光纖的應(yīng)變分布，分布式光纖應(yīng)變測(cè)試系統(tǒng)內(nèi)部輸出并入射到被測(cè)光纖的探測(cè)光的波長(zhǎng)。測(cè)距準(zhǔn)確度distanceaccur分布式光纖應(yīng)變測(cè)試系統(tǒng)測(cè)試光纖長(zhǎng)度的實(shí)測(cè)值與標(biāo)定值之差?？臻g分辨率spatialresolution在規(guī)定的環(huán)境條件下，分布式光纖應(yīng)變測(cè)試系統(tǒng)對(duì)應(yīng)變分布的空間標(biāo)志的分辨能力。注：即能夠分辨的最短應(yīng)變分布作用區(qū)域?qū)?yīng)的距離。應(yīng)變測(cè)試精密度strainmeasurementprecision在規(guī)定的環(huán)境條件下，分布式光纖應(yīng)變測(cè)試系統(tǒng)所測(cè)得的一段無張力光纖應(yīng)變分布結(jié)果間的一致注1:行業(yè)內(nèi)簡(jiǎn)稱為應(yīng)變測(cè)試精度。注2:應(yīng)變測(cè)試精密度用光纖應(yīng)變分布測(cè)試結(jié)果中一段連續(xù)測(cè)量數(shù)據(jù)的標(biāo)準(zhǔn)差表示。在規(guī)定的應(yīng)變測(cè)試精密度及空間分辨率條件下，分布式光纖應(yīng)變測(cè)試系統(tǒng)測(cè)試能允許的最大光纖鏈路損耗值。3GB/T43256—20233.14在重復(fù)性條件下，分布式光纖應(yīng)變測(cè)試系統(tǒng)多次測(cè)試同一無張力光纖應(yīng)變結(jié)果的一致性。注1:重復(fù)性用結(jié)果的離散特性定量表示。3.15采樣分辨率samplingresolution分布式光纖應(yīng)變測(cè)試系統(tǒng)能夠分辨的應(yīng)變分布中兩個(gè)相鄰應(yīng)變數(shù)據(jù)點(diǎn)之間的距離。[來源：IEC61757-2-2:2016,3.11,有修改]4測(cè)試原理光纖中的布里淵頻移與光纖的有效折射率和超聲聲速有關(guān)，而光纖的應(yīng)變與溫度均可改變光纖的折射率和超聲聲速。在一定的應(yīng)變范圍內(nèi)，布里淵頻移與光纖應(yīng)變變化量關(guān)系表達(dá)為公式(1):fg(e)=fpo+Cs·V………………(1)式中：fg(e)——由應(yīng)變變化導(dǎo)致的布里淵頻移，單位為兆赫茲(MHz);fo——初始布里淵頻移，單位為兆赫茲(MHz);Cs——被測(cè)光纖應(yīng)變系數(shù)，單位為兆赫茲每微應(yīng)變(MHz/μe);V?——光纖應(yīng)變變化量，單位為微應(yīng)變(μe)。在一定的溫度范圍內(nèi)，布里淵頻移與光纖溫度變化關(guān)系表達(dá)為公式(2):fg(T)=fprR+Cr·(Vr-VrR) (2)式中：fg(T)——由溫度變化導(dǎo)致的布里淵頻移，單位為兆赫茲(MHz);fsrR——參考溫度對(duì)應(yīng)的初始布里淵頻移，單位為兆赫茲(MHz);Cr——被測(cè)光纖溫度系數(shù)，單位為兆赫茲每攝氏度(MHz/℃);Vr——光纖溫度，單位為攝氏度(℃);VrR——光纖參考溫度，單位為攝氏度(℃)。若同時(shí)考慮光纖受應(yīng)變溫度變化，則布里淵頻移變化量與光纖應(yīng)變變化量、光纖溫度變化量的關(guān)系表達(dá)為公式(3):Afg=Cr·(Vr-VrR)+Cs·V:……………(3)式中：△fs——由溫度與應(yīng)變變化導(dǎo)致的布里淵頻移變化量，單位為兆赫茲(MHz);CT——被測(cè)光纖溫度系數(shù)，單位為兆赫茲每攝氏度(MHz/℃);Vr——光纖溫度，單位為攝氏度(℃);VrR——光纖參考溫度，單位為攝氏度(℃);Cs——被測(cè)光纖應(yīng)變系數(shù)，單位為兆赫茲每微應(yīng)變(MHz/μe);V?——光纖應(yīng)變變化量，單位為微應(yīng)變(μe)。分布式光纖應(yīng)變測(cè)試系統(tǒng)根據(jù)布里淵散射效應(yīng)中產(chǎn)生的布里淵頻移和初始布里淵頻移計(jì)算沿光纖軸向分布的應(yīng)變分布數(shù)據(jù)。在計(jì)算光纖應(yīng)變分布時(shí)，不考慮溫度對(duì)布里淵頻移的影響，將fm作為測(cè)試參數(shù)。通過測(cè)試分析光纖的布里淵頻移f;,根據(jù)公式(4)計(jì)算光纖應(yīng)變變化量V:4式中：V:——光纖應(yīng)變變化量，單位為微應(yīng)變(μe);fg——布里淵頻移，單位為兆赫茲(MHz);fm——初始布里淵頻移，單位為兆赫茲(MHz);Cs——被測(cè)光纖應(yīng)變系數(shù)，單位為兆赫茲每微應(yīng)變(MHz/μe)。5測(cè)試要求5.1測(cè)試條件除非另有規(guī)定，測(cè)試條件應(yīng)滿足以下要求：a)分布式光纖應(yīng)變測(cè)試系統(tǒng)所處環(huán)境溫度：23℃±2℃;b)相對(duì)濕度：20%～70%;d)狀態(tài)：達(dá)到分布式光纖應(yīng)變測(cè)試系統(tǒng)規(guī)定的預(yù)熱時(shí)間要求，預(yù)熱時(shí)間不少于10min;e)測(cè)試過程中分布式光纖應(yīng)變測(cè)試系統(tǒng)所處環(huán)境的溫度變化范圍：±2℃;f)測(cè)試過程中被測(cè)光纖所處環(huán)境的溫度變化范圍：±2℃;g)分布式光纖應(yīng)變測(cè)試系統(tǒng)進(jìn)行測(cè)試前給出支持的測(cè)試光纖類型。5.2安全防護(hù)按照GB7247.1—2012及下列要求做好安全防護(hù)：a)設(shè)置激光安全防護(hù)措施和警告標(biāo)志；b)眼睛不應(yīng)直視光纖末端及光輸出接口；c)光纖輸出端口不應(yīng)對(duì)準(zhǔn)他人眼睛。5.3計(jì)量溯源要求測(cè)試用儀器設(shè)備應(yīng)經(jīng)過有法定資質(zhì)的計(jì)量檢定機(jī)構(gòu)校準(zhǔn)檢定，并在有效期內(nèi)。6測(cè)試方法6.1工作波長(zhǎng)測(cè)試設(shè)備滿足如下要求：臺(tái)，測(cè)試波長(zhǎng)范圍應(yīng)涵蓋分布式光纖應(yīng)變測(cè)試系統(tǒng)工作波長(zhǎng)，波長(zhǎng)精度優(yōu)于±20pm;b)光纖跳線2根，光纖類型應(yīng)與分布式光纖應(yīng)變測(cè)試系統(tǒng)適應(yīng)的光纖類型一致，長(zhǎng)度不宜短于c)可調(diào)光衰減器1臺(tái)，工作波長(zhǎng)范圍應(yīng)涵蓋分布式光纖應(yīng)變測(cè)試系統(tǒng)工作波長(zhǎng)；d)1×2光纖耦合器1個(gè)，分光比宜為10:90,且光纖耦合器類型應(yīng)與分布式光纖應(yīng)變測(cè)試系統(tǒng)適應(yīng)的光纖類型一致。56.1.2.1單端型系統(tǒng)測(cè)試步驟測(cè)試步驟如下：a)按照?qǐng)D1所示接入測(cè)試裝置；b)根據(jù)光纖長(zhǎng)度及分布式光纖應(yīng)變測(cè)試系統(tǒng)規(guī)范要求設(shè)置測(cè)距量程、空間分辨率、采樣分辨率、起止掃描頻率及平均次數(shù)等測(cè)試條件，設(shè)置可調(diào)光衰減器的工作波長(zhǎng)與分布式光纖應(yīng)變測(cè)試系統(tǒng)工作波長(zhǎng)一致，設(shè)置合適衰減值；c)啟動(dòng)測(cè)試，用光譜分析儀的均方根測(cè)試方法，被測(cè)單端型系統(tǒng)輸出探測(cè)光的波長(zhǎng)5次，分別記d)按照6.1.3中計(jì)算方法計(jì)算工作波長(zhǎng)λo。3331被測(cè)單端型系統(tǒng)54254標(biāo)引序號(hào)說明：1——被測(cè)單端型系統(tǒng)；2——光接口；3——光纖跳線；4——可調(diào)光衰減器；5——光譜分析儀。圖1單端型系統(tǒng)工作波長(zhǎng)測(cè)試示意圖6.1.2.2環(huán)路型系統(tǒng)測(cè)試步驟測(cè)試步驟如下：a)按照?qǐng)D2所示接入測(cè)試裝置；b)根據(jù)光纖長(zhǎng)度及分布式光纖應(yīng)變測(cè)試系統(tǒng)規(guī)范要求設(shè)置測(cè)距量程、空間分辨率、采樣分辨率、起止掃描頻率及平均次數(shù)等測(cè)試條件，設(shè)置可調(diào)光衰減器的工作波長(zhǎng)與分布式光纖應(yīng)變測(cè)試系統(tǒng)工作波長(zhǎng)一致，設(shè)置合適衰減值；c)啟動(dòng)測(cè)試，用光譜分析儀的均方根測(cè)試方法，被測(cè)環(huán)路型系統(tǒng)輸出探測(cè)光的波長(zhǎng)5次，分別記為波長(zhǎng)測(cè)試值λ?~λ?;d)按照6.1.3中計(jì)算方法計(jì)算工作波長(zhǎng)λ。。6GB/T43256—202321被測(cè)環(huán)路型系統(tǒng)373744標(biāo)引序號(hào)說明：1——被測(cè)環(huán)路型系統(tǒng)；2——泵浦光接口；3——探測(cè)光接口；4——光纖跳線；5——光耦合器；6——可調(diào)光衰減器；7——光譜分析儀。圖2環(huán)路型系統(tǒng)工作波長(zhǎng)測(cè)試示意圖6.1.3數(shù)據(jù)處理按照公式(5)根據(jù)波長(zhǎng)測(cè)試值計(jì)算工作波長(zhǎng)：式中：λ?——第1次波長(zhǎng)測(cè)試值，單位為納米(nm);λ?——第2次波長(zhǎng)測(cè)試值，單位為納米(nm);λ?——第3次波長(zhǎng)測(cè)試值，單位為納米(nm);λ?——第4次波長(zhǎng)測(cè)試值，單位為納米(nm);λ?——第5次波長(zhǎng)測(cè)試值，單位為納米(nm)。測(cè)試結(jié)果記錄表示例見表A.2?！?.2測(cè)距準(zhǔn)確度6.2.1測(cè)試設(shè)備標(biāo)準(zhǔn)光纖1盤，光纖類型應(yīng)與分布式光纖應(yīng)變測(cè)試系統(tǒng)適用的光纖類型一致，長(zhǎng)度大于100m,標(biāo)準(zhǔn)光纖長(zhǎng)度應(yīng)經(jīng)過標(biāo)定，且需給出標(biāo)定時(shí)群折射率的設(shè)置值。6.2.2測(cè)試步驟6.2.2.1單端型系統(tǒng)測(cè)試步驟測(cè)試步驟如下：a)按照?qǐng)D3所示接入測(cè)試裝置；b)根據(jù)標(biāo)準(zhǔn)光纖長(zhǎng)度設(shè)置適當(dāng)測(cè)距量程、空間分辨率、采樣分辨率、起止掃描頻率及頻率掃描間隔等測(cè)試條件，折射率設(shè)置值與標(biāo)準(zhǔn)光纖標(biāo)定時(shí)群折射率的設(shè)置值保持一致；c)啟動(dòng)測(cè)試，待測(cè)試結(jié)束后，在應(yīng)變分布曲線上測(cè)試標(biāo)準(zhǔn)光纖的長(zhǎng)度，記為L(zhǎng)o?;d)重復(fù)步驟c)2次，分別記錄測(cè)試標(biāo)準(zhǔn)光纖長(zhǎng)度為L(zhǎng)o?和Loa;e)計(jì)算光纖長(zhǎng)度測(cè)試值Lo=(Lo?+Lo?+Loa)/3;7f)標(biāo)準(zhǔn)光纖的長(zhǎng)度記為L(zhǎng)s;g)按照6.2.3中計(jì)算方法計(jì)算測(cè)距準(zhǔn)確度△d。31被測(cè)單端型系統(tǒng)21——被測(cè)單端型系統(tǒng)；2——光接口；3——標(biāo)準(zhǔn)光纖。圖3單端型系統(tǒng)測(cè)距準(zhǔn)確度測(cè)試示意圖測(cè)試步驟如下：a)按照?qǐng)D4所示接入測(cè)試裝置；b)根據(jù)標(biāo)準(zhǔn)光纖長(zhǎng)度設(shè)置適當(dāng)測(cè)距量程、空間分辨率、采樣分辨率、起止掃描頻率及頻率掃描間隔等測(cè)試條件，折射率設(shè)置值與標(biāo)準(zhǔn)光纖標(biāo)定時(shí)群折射率的設(shè)置值保持一致；c)啟動(dòng)測(cè)試，待測(cè)試結(jié)束后，在應(yīng)變分布曲線上測(cè)試標(biāo)準(zhǔn)光纖的長(zhǎng)度，記為L(zhǎng)o;d)重復(fù)步驟c)2次，分別記錄測(cè)試標(biāo)準(zhǔn)光纖長(zhǎng)度為L(zhǎng)o和Lo;e)計(jì)算光纖長(zhǎng)度測(cè)試值L。=(L+Lo?+Loa)/3;f)標(biāo)準(zhǔn)光纖的長(zhǎng)度記為L(zhǎng)sd;g)按照6.2.3中計(jì)算方法計(jì)算測(cè)距準(zhǔn)確度△d。24被測(cè)環(huán)路型系統(tǒng)31——被測(cè)環(huán)路型系統(tǒng)；2——泵浦光接口；3——探測(cè)光接口；4——標(biāo)準(zhǔn)光纖。圖4環(huán)路型系統(tǒng)測(cè)距準(zhǔn)確度測(cè)試示意圖按照公式(6)計(jì)算測(cè)距準(zhǔn)確度：△d——測(cè)距準(zhǔn)確度，單位為米(m);L?！饫w長(zhǎng)度的測(cè)試值，單位為米(m);Lsa——光纖長(zhǎng)度的標(biāo)定值，單位為米(m)。測(cè)試結(jié)果記錄表示例見表A.3。86.3空間分辨率測(cè)試設(shè)備應(yīng)滿足如下要求：a)被測(cè)光纖1盤，光纖類型與分布式光纖應(yīng)變測(cè)試系統(tǒng)適應(yīng)的光纖類型一致，長(zhǎng)度大于200m,且被測(cè)光纖的應(yīng)變系數(shù)已經(jīng)進(jìn)行過標(biāo)定；b)光纖拉伸裝置1臺(tái)，最小位移精度1μm;c)長(zhǎng)度尺1把，最小分度值1mm。測(cè)試步驟如下：a)按照?qǐng)D5所示接入測(cè)試裝置，用瞬干膠或緊固裝置將被測(cè)光纖中的一段固定在夾具1與夾具2上，水平移動(dòng)光纖拉伸裝置中的夾具2,使夾具1及夾具2間固定光纖段保持平直狀態(tài)，用長(zhǎng)度尺測(cè)量夾具1與夾具2之間光纖的距離Lo,使得L。大于或等于0.95×空間分辨率標(biāo)值且小于空間分辨率指標(biāo)值，并使夾具2后光纖余長(zhǎng)大于10m;注1:被測(cè)光纖在夾具1和夾具2上的固定方式分為夾持方式或粘貼方式。當(dāng)光纖中的兩部分被固定在夾具1和夾具2上后，夾具1和夾具2之間的被測(cè)光纖為固定光纖段。當(dāng)夾具1和夾具2之間的距離增加時(shí)，將使固定光纖段的光纖產(chǎn)生相對(duì)拉伸，從而產(chǎn)生應(yīng)變。注2:被測(cè)光纖的夾持方式為采用與光纖外徑匹配的緊固裝置或者夾具，通過壓緊光纖的方式將固定光纖段兩端的兩部分光纖分別固定在夾具1和夾具2上。注3:被測(cè)光纖的粘貼方式為采用瞬干膠或者環(huán)氧樹脂膠等，將固定光纖段兩端的兩部分光纖分別粘貼固定在夾具1和夾具2上。b)根據(jù)被測(cè)光纖長(zhǎng)度設(shè)置測(cè)距量程、空間分辨率、采樣分辨率(高于空間分辨率)、起止掃描頻率及頻率掃描間隔等適當(dāng)測(cè)試條件，應(yīng)變系數(shù)設(shè)置為標(biāo)定值；c)啟動(dòng)位移臺(tái)，使得夾具2的移動(dòng)距離△L為L(zhǎng)。的0.5%,保持夾具2位置不動(dòng)；d)啟動(dòng)測(cè)試，待測(cè)試結(jié)束后，根據(jù)步驟6.3.3中計(jì)算方法計(jì)算空間分辨率d。381AI.381AI.2465467標(biāo)引序號(hào)說明：1——被測(cè)單端型系統(tǒng)；2——光接口；3——被測(cè)光纖起始端部分；4——光纖拉伸裝置中的夾具1;5——光纖拉伸裝置中的夾具2;6——光纖拉伸裝置中夾具2拉伸后移動(dòng)到的新位置；7——光纖拉伸裝置位移控制臺(tái)；8——被測(cè)光纖尾端部分，長(zhǎng)度大于10m。圖5單端型系統(tǒng)空間分辨率測(cè)試示意圖9測(cè)試步驟如下：a)按照?qǐng)D6所示接入測(cè)試裝置，用瞬干膠或緊固裝置將被測(cè)光纖中的一段固定在夾具1與夾具2上，水平移動(dòng)光纖拉伸裝置中的夾具2,使夾具1及夾具2間固定光纖段保持平直狀態(tài)，用長(zhǎng)度尺測(cè)量夾具1與夾具2之間光纖的距離L。,使得L。大于或等于0.95×空間分辨率標(biāo)且小于空間分辨率指標(biāo)值，并使夾具2后光纖余長(zhǎng)大于10m;注1:被測(cè)光纖在夾具1和夾具2上的固定方式分為夾持方式或粘貼方式。當(dāng)光纖中的兩部分被固定在夾具1和夾具2上后，夾具1和夾具2之間的被測(cè)光纖為固定光纖段。當(dāng)夾具1和夾具2之間的距離增加時(shí)，將使固定光纖段的光纖產(chǎn)生相對(duì)拉伸，從而產(chǎn)生應(yīng)變。注2:被測(cè)光纖的夾持方式為采用與光纖外徑匹配的緊固裝置或者夾具，通過壓緊光纖的方式將固定光纖段兩端的兩部分光纖分別固定在夾具1和夾具2上。注3:被測(cè)光纖的粘貼方式為采用瞬干膠或者環(huán)氧樹脂膠等，將固定光纖段兩端的兩部分光纖分別粘貼固定在夾具1和夾具2上。b)根據(jù)被測(cè)光纖長(zhǎng)度設(shè)置測(cè)距量程、空間分辨率、采樣分辨率(高于空間分辨率)、起止掃描頻率及頻率掃描間隔等適當(dāng)測(cè)試條件，應(yīng)變系數(shù)設(shè)置為標(biāo)定值；c)啟動(dòng)位移臺(tái)，使得夾具2的移動(dòng)距離△L為L(zhǎng)。的0.5%,保持夾具2位置不動(dòng)；d)啟動(dòng)測(cè)試，待測(cè)試結(jié)束后，根據(jù)步驟6.3.3中計(jì)算方法計(jì)算空間分辨率d。1——被測(cè)環(huán)路型系統(tǒng)；6——光纖拉伸裝置中的夾具2;2——泵浦光接口；7——光纖拉伸裝置中夾具2拉伸后移動(dòng)到的新位置；5——光纖拉伸裝置中的夾具1;圖6環(huán)路型系統(tǒng)空間分辨率測(cè)試示意圖數(shù)據(jù)處理步驟如下。a)如圖7所示，確定應(yīng)變曲線上升沿50%位置PA,下降沿50%位置P,確定步驟如下：1)取應(yīng)變分布曲線波包起跳位置Ps前連續(xù)10個(gè)點(diǎn)的算術(shù)平均值，記錄為VA;2)取應(yīng)變分布曲線波包下降位置PE后連續(xù)10個(gè)點(diǎn)的算術(shù)平均值，記錄為Vβ;3)取應(yīng)變分布曲線Ps至P:區(qū)域中最大值，記錄為Vv,其位置記錄為Py;4)PA則為Ps至PM區(qū)域中，(Vy+VA)/2值對(duì)應(yīng)的位置；5)PB則為PM至PE區(qū)域中，(VM+Vg)/2值對(duì)應(yīng)的位置。b)記錄PA和PB。c)按照公式(7)計(jì)算空間分辨率d:d——空間分辨率，單位為米(m);PB——應(yīng)變曲線下降沿50%位置，單位為米(m);PA——應(yīng)變曲線上升沿50%位置，單位為米(m)。測(cè)試結(jié)果記錄表示例見表A.4。距離/m標(biāo)引序號(hào)說明：Ps——應(yīng)變分布曲線波包起跳位置；PA——應(yīng)變曲線上升沿50%位置；P:——應(yīng)變曲線下降沿50%位置；PE——應(yīng)變分布曲線波包下降位置；d——空間分辨率。圖7空間分辨率測(cè)試應(yīng)變曲線示意圖6.4應(yīng)變測(cè)試精密度標(biāo)準(zhǔn)光纖1盤，光纖類型應(yīng)與分布式光纖應(yīng)變測(cè)試系統(tǒng)適用光纖類型一致，且光纖張力宜盡量小。6.4.2.1單端型系統(tǒng)測(cè)試步驟測(cè)試步驟如下：a)按照?qǐng)D3所示接入測(cè)試裝置；b)根據(jù)光纖長(zhǎng)度設(shè)置測(cè)距量程、空間分辨率、采樣分辨率等測(cè)試條件；c)啟動(dòng)測(cè)試，待測(cè)試結(jié)束后，根據(jù)步驟6.4.3中計(jì)算方法計(jì)算應(yīng)變測(cè)試精密度σ。6.4.2.2環(huán)路型系統(tǒng)測(cè)試步驟測(cè)試步驟如下：a)按照?qǐng)D4所示接入測(cè)試裝置；b)根據(jù)光纖長(zhǎng)度設(shè)置測(cè)距量程、空間分辨率、采樣分辨率等測(cè)試條件；c)啟動(dòng)測(cè)試，待測(cè)試結(jié)束后，根據(jù)步驟6.4.3中計(jì)算方法計(jì)算應(yīng)變測(cè)試精密度σe數(shù)據(jù)處理步驟如下：a)在應(yīng)變分布曲線上，選取以光纖長(zhǎng)度/2為中心的連續(xù)100個(gè)數(shù)據(jù)點(diǎn)作為被測(cè)區(qū)域；b)按照公式(8)計(jì)算被測(cè)區(qū)域內(nèi)連續(xù)100個(gè)數(shù)據(jù)點(diǎn)的標(biāo)準(zhǔn)差，記為應(yīng)變測(cè)試精密度σ。式中：σ。——應(yīng)變測(cè)試精密度，單位為微應(yīng)變(μe);V;——第i個(gè)應(yīng)變數(shù)據(jù)點(diǎn)，單位為微應(yīng)變(μe);V——連續(xù)100個(gè)應(yīng)變數(shù)據(jù)點(diǎn)的算術(shù)平均值，單位為微應(yīng)變(μe)。測(cè)試結(jié)果記錄表示例見表A.5。6.5動(dòng)態(tài)范圍6.5.1測(cè)試設(shè)備測(cè)試設(shè)備滿足以下要求：a)穩(wěn)定光源1臺(tái)，光源輸出波長(zhǎng)應(yīng)與分布式光纖應(yīng)變測(cè)試系統(tǒng)工作波長(zhǎng)一致，且光源中激光器為分布式反饋激光器，光源最大輸出功率范圍為一10dBm～23dBm;b)光功率計(jì)1臺(tái)，工作波長(zhǎng)范圍應(yīng)涵蓋分布式光纖應(yīng)變測(cè)試系統(tǒng)的工作波長(zhǎng)，最小測(cè)試功率不大于一50dBm,線性度不大于0.05dB;c)可調(diào)光衰減器1臺(tái)，工作波長(zhǎng)范圍應(yīng)涵蓋分布式光纖應(yīng)變測(cè)試系統(tǒng)的工作波長(zhǎng)；d)標(biāo)準(zhǔn)光纖1盤，光纖類型應(yīng)與分布式光纖應(yīng)變測(cè)試系統(tǒng)適應(yīng)的光纖類型一致，長(zhǎng)度不宜短于e)光纖跳線1根，光纖類型應(yīng)與分布式光纖應(yīng)變測(cè)試系統(tǒng)適應(yīng)的光纖類型一致，長(zhǎng)度不宜短于測(cè)試步驟如下：a)按照?qǐng)D8所示接入測(cè)試裝置；b)將可調(diào)光衰減器的衰減值設(shè)為0,穩(wěn)定光源輸出波長(zhǎng)與光功率計(jì)工作波長(zhǎng)設(shè)置為與分布式光纖應(yīng)變測(cè)試系統(tǒng)工作波長(zhǎng)一致，將光功率計(jì)調(diào)零；c)設(shè)置測(cè)距量程、空間分辨率、采樣分辨率等適當(dāng)測(cè)試條件；d)啟動(dòng)測(cè)試，待測(cè)試結(jié)束后，測(cè)試標(biāo)準(zhǔn)光纖應(yīng)變分布曲線末端前100個(gè)連續(xù)數(shù)據(jù)點(diǎn)的標(biāo)準(zhǔn)差，記為σ;e)逐步增大可調(diào)光衰減器的衰減值；f)重復(fù)步驟d)和e),直到測(cè)試的σ值小于分布式光纖應(yīng)變測(cè)試系統(tǒng)規(guī)定的應(yīng)變測(cè)試精密度值，此時(shí)保持可調(diào)光衰減器的衰減值不動(dòng)；g)按照?qǐng)D9所示，將光纖跳線的A端接入穩(wěn)定光源，C端接入光功率計(jì)，重復(fù)插拔C端與功率計(jì)3次，每次穩(wěn)定時(shí)間5s以上，分別記下光功率計(jì)的測(cè)試值為Pu、Pl2、Pia;h)將光路C端從光功率計(jì)移去，將光纖跳線的B端接入光功率計(jì)，重復(fù)插拔B端與功率計(jì)3次，每次穩(wěn)定時(shí)間5s以上，分別記下光功率計(jì)的測(cè)試值為Po、Po?、Pos;i)根據(jù)步驟6.5.3中計(jì)算方法計(jì)算動(dòng)態(tài)范圍D。123A5B4C標(biāo)引序號(hào)說明：1——被測(cè)單端型系統(tǒng)；2——光接口；3——光纖跳線；4——可調(diào)光衰減器；5——標(biāo)準(zhǔn)光纖盤。圖8單端型系統(tǒng)動(dòng)態(tài)范圍測(cè)試示意圖(步驟a)242CACA53B標(biāo)引序號(hào)說明：1——穩(wěn)定光源；2——光纖跳線；3——可調(diào)光衰減器；4——標(biāo)準(zhǔn)光纖盤；5——光功率計(jì)。圖9單端型系統(tǒng)動(dòng)態(tài)范圍測(cè)試示意圖(步驟g)測(cè)試步驟如下：a)按照?qǐng)D10所示接入測(cè)試裝置；b)將可調(diào)光衰減器的衰減值設(shè)為0,穩(wěn)定光源輸出波長(zhǎng)與光功率計(jì)工作波長(zhǎng)設(shè)置為與分布式光纖應(yīng)變測(cè)試系統(tǒng)工作波長(zhǎng)一致，將光功率計(jì)調(diào)零；c)設(shè)置測(cè)距量程、空間分辨率、采樣分辨率等適當(dāng)測(cè)試條件；d)啟動(dòng)測(cè)試，待測(cè)試結(jié)束后，測(cè)試標(biāo)準(zhǔn)光纖應(yīng)變分布曲線末端前100個(gè)連續(xù)數(shù)據(jù)點(diǎn)的標(biāo)準(zhǔn)差，記為σ;e)逐步增大可調(diào)光衰減器的衰減值；f)重復(fù)步驟d)和e),直到測(cè)試的σ值不超過分布式光纖應(yīng)變測(cè)試系統(tǒng)規(guī)定的應(yīng)變測(cè)試精密度值，此時(shí)保持可調(diào)光衰減器的衰減值不動(dòng)；g)按照?qǐng)D11所示，將光纖跳線的A端接入穩(wěn)定光源，C端接入光功率計(jì)，重復(fù)插拔C端與功率計(jì)3次，每次穩(wěn)定時(shí)間5s以上，分別記下光功率計(jì)的測(cè)試值為Pu、P2、Pia;h)將光路C端從光功率計(jì)移去，將光纖跳線的B端接入光功率計(jì)，重復(fù)插拔B端與功率計(jì)3次，每次穩(wěn)定時(shí)間5s以上，分別記下光功率計(jì)的測(cè)試值為Po、Po?、Po?;i)根據(jù)步驟6.5.3中計(jì)算方法計(jì)算動(dòng)態(tài)范圍D。1被測(cè)環(huán)路型系統(tǒng)23A4B56標(biāo)引序號(hào)說明：1——被測(cè)環(huán)路型系統(tǒng)；2——泵浦光接口；3——探測(cè)光接口；4——光纖跳線；5——可調(diào)光衰減器；6——標(biāo)準(zhǔn)光纖盤。圖10環(huán)路型系統(tǒng)動(dòng)態(tài)范圍測(cè)試示意圖(步驟a)42553B標(biāo)引序號(hào)說明：1——穩(wěn)定光源；3——可調(diào)光衰減器；4——標(biāo)準(zhǔn)光纖盤；5——光功率計(jì)。圖11環(huán)路型系統(tǒng)動(dòng)態(tài)范圍測(cè)試示意圖(步驟g)數(shù)據(jù)處理步驟如下：a)計(jì)算P?=(Po+Po?+Pog)/3,記錄P。;b)計(jì)算P?=(P?+Pi?+Pis)/3,記錄P?;c)按照公式(9)計(jì)算動(dòng)態(tài)范圍，記為D:式中：D——?jiǎng)討B(tài)范圍，單位為分貝(dB);P?——光源輸出功率，單位為分貝毫瓦(dBm);P?——光源通過光纖鏈路后的輸出功率，單位為分貝毫瓦(dBm)。測(cè)試結(jié)果記錄表示例見表A.6。6.6應(yīng)變測(cè)試重復(fù)性標(biāo)準(zhǔn)光纖1盤，光纖類型應(yīng)與分布式光纖應(yīng)變測(cè)試系統(tǒng)適用光纖類型一致，且光纖處于松散狀態(tài)。GB/T43256—20236.6.2測(cè)試步驟6.6.2.1單端型系統(tǒng)測(cè)試步驟測(cè)試步驟如下：a)按照?qǐng)D3所示接入測(cè)試裝置；b)根據(jù)光纖長(zhǎng)度設(shè)置測(cè)距量程、空間分辨率、采樣分辨率等測(cè)試條件；c)啟動(dòng)測(cè)試，待測(cè)試結(jié)束后，在應(yīng)變分布曲線上，選取光纖長(zhǎng)度范圍內(nèi)任意3個(gè)位置PA、P;和Pc,分別記錄其應(yīng)變值為VA和Vm和Vc;d)保持光標(biāo)所在距離點(diǎn)不變，重復(fù)步驟c)9次，分別記錄PA、P和Pc各次測(cè)試應(yīng)變值分別為e)根據(jù)步驟6.6.3中計(jì)算方法計(jì)算應(yīng)變測(cè)試重復(fù)性R。6.6.2.2環(huán)路型系統(tǒng)測(cè)試步驟測(cè)試步驟如下：a)按照?qǐng)D4所示接入測(cè)試裝置；b)根據(jù)光纖長(zhǎng)度設(shè)置測(cè)距量程、空間分辨率、采樣分辨率等測(cè)試條件；c)啟動(dòng)測(cè)試，待測(cè)試結(jié)束后，在應(yīng)變分布曲線上，選取光纖長(zhǎng)度范圍內(nèi)任意3個(gè)位置PA、P和Pc,分別記錄其應(yīng)變值為VA和Vm和Vg;d)保持光標(biāo)所在距離點(diǎn)不變，重復(fù)步驟c)9次，分別記錄PA、Pβ和Pc各次測(cè)試應(yīng)變值分別為VA?~VA1o、V～VBio、Vc?~Vcio;e)根據(jù)步驟6.6.3中計(jì)算方法計(jì)算應(yīng)變測(cè)試重復(fù)性R。6.6.3數(shù)據(jù)處理數(shù)據(jù)處理步驟如下：a)計(jì)算V?~VAo最大應(yīng)變值VAmx,Vm～VBo最大應(yīng)變值VBmx以及Vq～Vca最大應(yīng)變b)計(jì)算VA～VA?0最小應(yīng)變值VAmin,V～Vrio最小應(yīng)變值VEmin以及Vc?~Vco最小應(yīng)變c)按照公式(10)計(jì)算應(yīng)變測(cè)試重復(fù)性，記為R:式中：R——應(yīng)變測(cè)試重復(fù)性，單位為微應(yīng)變(μe);Vmax——位置PA連續(xù)10次測(cè)試的最大應(yīng)變值，單位為微應(yīng)變(μe);VAmin—-位置PA連續(xù)10次測(cè)試的最小應(yīng)變值，單位為微應(yīng)變(μe);Vmin——位置P;Vcmx—-位置Pc連續(xù)10次測(cè)試的最大應(yīng)變值，單位為微應(yīng)變(μe);連續(xù)10次測(cè)試的最小應(yīng)變值，單位為微應(yīng)變(μe);連續(xù)10次測(cè)試的最大應(yīng)變值，單位為微應(yīng)變(μe);連續(xù)10次測(cè)試的最小應(yīng)變值，單位為微應(yīng)變(μe)。測(cè)試結(jié)果記錄表示例見表A.7?！?.7采樣分辨率測(cè)試設(shè)備滿足如下要求：a)被測(cè)光纖1盤，光纖類型應(yīng)與分布式光纖應(yīng)變測(cè)試系統(tǒng)適應(yīng)光纖類型一致，光纖尾端無接頭，可截?cái)?，長(zhǎng)度不宜短于200m;b)回路光纖1盤，光纖類型應(yīng)與分布式光纖應(yīng)變測(cè)試系統(tǒng)適應(yīng)光纖類型一致，長(zhǎng)度不短于2m該光纖僅用于環(huán)路型系統(tǒng)測(cè)試；c)長(zhǎng)度尺1把，最小分度值1mm;d)光纖切割器1只；e)光纖對(duì)接器1只，該設(shè)備僅用于環(huán)路型系統(tǒng)測(cè)試。測(cè)試步驟如下：a)按圖12所示接入測(cè)試裝置；b)根據(jù)光纖長(zhǎng)度設(shè)置測(cè)距量程、空間分辨率、起止掃描頻率及掃描間隔等適當(dāng)測(cè)試條件，設(shè)置折射率為1.50000,采樣分辨率設(shè)置為最高分辨率，測(cè)試單模光纖的長(zhǎng)度，記為L(zhǎng)?;c)用光纖切割器在被測(cè)光纖尾部截去一段光纖，截去的光纖長(zhǎng)度與采樣分辨率數(shù)值一致，然后再次測(cè)試被測(cè)光纖的長(zhǎng)度，記為L(zhǎng)。;d)比較L,與L?的長(zhǎng)度值是否有變化，如有變化，則重復(fù)步驟c),如果沒有變化，則需要增加截去的光纖長(zhǎng)度并繼續(xù)步驟c),增加的長(zhǎng)度可取為當(dāng)前采樣分辨率數(shù)值的一半，直到連續(xù)3次截去相同長(zhǎng)度的光纖時(shí)，被測(cè)光纖剩余長(zhǎng)度的測(cè)試值都有變化。31被測(cè)單端型系統(tǒng)2標(biāo)引序號(hào)說明：1——被測(cè)單端型系統(tǒng)；2——光接口；3——被測(cè)光纖。圖12單端型系統(tǒng)測(cè)距準(zhǔn)確度測(cè)試示意圖6.7.2.2環(huán)路型系統(tǒng)測(cè)試步驟測(cè)試步驟如下：a)按圖13所示接入測(cè)試裝置；b)根據(jù)光纖長(zhǎng)度設(shè)置測(cè)距量程、空間分辨率、起止掃描頻率及掃描間隔等適當(dāng)測(cè)試條件，設(shè)置折射率為1.50000,采樣分辨率設(shè)置為最高分辨率，測(cè)試單模光纖的長(zhǎng)度