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Wavelength-scanning coherent OTDR for dynamic high strain resolution sensing

  • Distributed vibration sensing in optical fibers opened entirely new opportunities and penetrated various sectors from security to seismic monitoring. Here, we demonstrate a most simple and robust approach for dynamic strain measurement using wavelength-scanning coherent optical time domain reflectometry (C-OTDR). Our method is based on laser current modulation and Rayleigh backscatter shift correlation. As opposed to common single-wavelength phase demodulation techniques, also the algebraic sign of the strain change is retrieved. This is crucial for the intended applications in structural health monitoring and modal analysis. A linear strain response down to 47.5 pε and strain noise of 100 pε/√Hz is demonstrated for repetition rates in the kHz range. A field application of a vibrating bridge is presented. Our approach provides a cost-effective high-resolution method for structural vibration analysis and geophysical applications.

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Metadaten
Autor*innen:Sascha LiehrORCiD, Sven Münzenberger, Katerina Krebber
Dokumenttyp:Zeitschriftenartikel
Veröffentlichungsform:Verlagsliteratur
Sprache:Englisch
Titel des übergeordneten Werkes (Englisch):Optics Express
Jahr der Erstveröffentlichung:2018
Organisationseinheit der BAM:8 Zerstörungsfreie Prüfung
8 Zerstörungsfreie Prüfung / 8.6 Faseroptische Sensorik
Veröffentlichende Institution:Bundesanstalt für Materialforschung und -prüfung (BAM)
Verlag:Optical Society of America
Jahrgang/Band:26
Ausgabe/Heft:8
Erste Seite:10573
Letzte Seite:10588
DDC-Klassifikation:Technik, Medizin, angewandte Wissenschaften / Ingenieurwissenschaften / Ingenieurbau
Freie Schlagwörter:Distributed acoustic sensing; Distributed strain sensing; Fiber optics sensors; Optical time domain reflectometry; Rayleigh Scattering
Themenfelder/Aktivitätsfelder der BAM:Infrastruktur
DOI:10.1364/OE.26.010573
URN:urn:nbn:de:kobv:b43-448069
ISSN:1094-4087
Verfügbarkeit des Dokuments:Datei für die Öffentlichkeit verfügbar ("Open Access")
Lizenz (Deutsch):License LogoCreative Commons - CC BY - Namensnennung 4.0 International
Datum der Freischaltung:02.05.2018
Referierte Publikation:Ja
Datum der Eintragung als referierte Publikation:03.05.2018
Schriftenreihen ohne Nummerierung:Wissenschaftliche Artikel der BAM
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