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基于光纤的边坡变形监测传感、测量与实施方法综述

DOI：10.1109/JSEN.2019.2891734 期刊：IEEE Sensors Journal 出版年份：2019 更新时间：2025-09-11 14:15:04
摘要： 边坡失稳是丘陵地区、矿山及大坝区域常见现象，对交通运输安全和人民生命构成严重威胁。有效的边坡监测方法与仪器能提供当前变形数据与历史趋势信息，这些重要科学数据既有助于研究人员分析边坡稳定性，也能为公众提供及时预警。光纤传感器（OFS）因其相比传统电子传感技术具有抗电磁干扰、远程传输、易于集成和高灵敏度等独特优势，吸引了众多研究者探索。本文从两方面概述基于OFS的边坡变形监测最新进展与应用：1）基于光纤布拉格光栅（FBG）的传感与监测技术；2）用于边坡监测的分布式光纤传感器（DOFS）——布里渊光时域反射仪（BOTDR）和布里渊光时域分析仪（BOTDA）。同时探讨了实施基于OFS的边坡监测技术当前面临的挑战。
作者： Heng Wu，Yongxing Guo，Li Xiong，Wenlong Liu，Gongfa Li，Xinglin Zhou
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研究概述 实验方案

研究目的

概述基于光纤传感器（OFS）的最新边坡变形监测发展与应用，重点介绍光纤布拉格光栅（FBG）传感与监测技术，以及分布式光纤传感器（DOFS）中的布里渊光时域反射计（BOTDR）和布里渊光时域分析仪（BOTDA）在边坡监测中的应用，并探讨当前基于OFS的边坡监测技术实施面临的挑战。

研究成果

该论文得出结论：光纤传感器（OFS）在边坡变形监测中具有独特优势，包括抗电磁干扰、远程传输及高灵敏度。但基于OFS的边坡监测技术实施仍面临挑战，如精确识别变形区域、传感器设计及安装方法等。未来研究应聚焦于克服这些难题，以提升OFS在边坡监测中的应用效能。

研究不足

该论文探讨了基于光纤传感（OFS）的边坡监测技术实施中的挑战，包括精确确定边坡变形区域的困难、封装与安装方法、传感器设计以及光损耗问题。同时提及了传统仪器的局限性，以及克服这些挑战需进一步开展研究的必要性。

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