當光纖鏈路存在光信號損耗時會影響光纖傳感測試，在一些光纖傳感測試工況中，光纖鏈路中不可避免存在宏彎損耗，比如在復合材料中嵌入光纖，光纖以S形布設成面陣；土木結構測試中，在鋼筋籠里布設光纖有直角轉彎。當光鏈路中存在損耗時，能否繼續測試？測試出的效果是否會受影響？昊衡科技針對這些問題結合實驗進行分析，給出了測試指導建議。

    一、如何確認光纖鏈路有損耗以及損耗大小？

    使用OFDR光頻域反射儀測量應變和溫度，如何判斷光纖鏈路有損耗以及損耗大??？以OSI-S高精度分布式光纖傳感系統為例，試驗裝置如下：一個可調衰減器一端連接OSI的DUT接口，另一端連接一個光纖拉伸梁裝置。

圖1. 試驗裝置圖

    在OSI-S高精度分布式光纖傳感系統的傳感段選取界面，測量以上光纖鏈路，獲得距離（橫坐標）-散射強度（縱坐標）曲線。零點位置對應設備DUT口，7.5m以后是無效信號，為設備底噪，約-130dB；7.5m以前是光纖鏈路的散射信號，衰減器約在1.5m附近，2.5m~7.5m為光纖傳感段。

    距離-散射強度曲線中，臺階可反映光信號的損耗，如衰減器兩端臺階差值代表衰減器對光路帶來的損耗。

圖2. 光纖鏈路的距離-散射強度曲線

 二、光纖鏈路有損耗能否繼續測量？

    光纖鏈路中有損耗，能否繼續測量，需根據實際情況來評估，大致有以下三種情況。

    1.光纖鏈路總損耗接近設備底噪，不能進行傳感測量。通常此時的光纖鏈路已斷開，原先的傳感段進入底噪，因為探測不到有效信號，測量結果混亂、無規律可循。

    2.光纖鏈路有少量損耗，光纖傳感段散射信號高于設備底噪8dB以上，即信噪比大于8dB，應變測量不受影響，而且±12000με的應變范圍也不會有損失，可以在此基礎上繼續加載實驗。

    3.光纖鏈路有較大損耗，信噪比低于8dB，測試可以繼續，但是隨著光纖鏈路的損耗增大，系統可準確測量的應變范圍會降低。以光纖拉伸梁測試應變為例，對比不同信噪比條件下儀器能準確測量應變的最大范圍，得出如圖3所示的信噪比-應變范圍曲線。

圖3. 信噪比-應變范圍曲線

    對于不同待測結構和測試方案，由光纖鏈路損耗而導致的應變范圍損失，情況有所不同。因此，我們建議當鏈路有損耗且信噪比低于8dB時，先查找損耗原因后再重新進行測試。

    三、光纖鏈路產生損耗的主要原因

    1.使用人員操作不當，如設備DUT接口污染或光纖跳線沒有正確接入DUT接口，熔接點效果不佳，光纖跳線法蘭連接有誤等。

    2.光纖鏈路某位置有小半徑、小角度彎曲，可通過排除故障、減小宏彎或更換光纖傳感器來降低損耗。另外，不同光纖類型其彎曲半徑和損耗關系有較大差異。下表匯總了三種常見光纖應變傳感器在波長1550nm時，彎曲半徑和損耗的關系，以供參考。

3.光纖傳感器在布設時，傳感器、膠水以及兩者相互作用有可能帶來額外損耗，而且隨著布設的光纖長度增加，鏈路累積的總損耗會增大。比如PI涂層光纖用502膠水布設20m以上會有損耗，可以通過換用AB膠，在保證應變傳遞效果的同時，改善光纖布設引起的損耗。

    總結

    使用OFDR光頻域反射儀測量應變和溫度時，若光纖鏈路有損耗，能否繼續測量以及如何改善測試結果，建議如下：

    1.測試前先判斷光纖鏈路損耗是否在合理范圍內。若鏈路有少量損耗且信噪比大于8dB，OSI高精度分布式光纖傳感系統傳感測量不受影響；若信噪比低于8dB，此時系統可測的應變范圍有所下降，建議查找原因、排除故障、降低損耗后再測試。

    2.若測試方案中光纖布設的路徑存在小角度彎曲，如90°轉彎，建議布設時盡可能使光纖彎曲半徑大一些，降低損耗，或者選用耐彎曲光纖來支持更小的彎曲半徑。

    3.光纖傳感器布設時，傳感器、膠水以及兩者相互作用有可能帶來額外損耗，需結合實測的距離-散射強度曲線，調整方案。

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