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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.
Autor*innen: | Sascha LiehrORCiD, Sven Münzenberger, Katerina Krebber |
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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): | Creative 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 |