日本新技实现大型结构体微应变远程监测

发布时间:2026-03-25 19:19  点击:1次

日本NTT株式会社与东京大学近日联合宣布,成功在世界上首次实装了一种能够检测大型结构体“隐形扭曲”的新型光纤传感技术。该技术利用多芯光纤电缆,将原本仅能检测数厘米级曲率半径的监测能力,**扩展了10倍以上**,实现了对数十米至数公里范围内极其平缓的形状变化进行实时监测。

传统的光纤形状传感技术受限于测量仪器,通常只能检测数厘米至数十厘米的急峻变化,且监测距离**于数米,难以应用于大型基础设施。此次研发的技术突破了这一瓶颈,能够检测曲率半径在**数米以上**的平缓形变。这意味着,无论是飞机的机身、海上风力发电设备,还是地下数公里长的输油气管道,其微小的、肉眼不可见的扭曲都能被精准捕捉并数字化。

日本在光纤通信基础设施领域拥有深厚的技术积累,NTT作为****的通信运营商,在光纤电缆设计与评估方面具备***的经验。此次技术突破正是将通信级光纤的成熟结构应用于传感领域,结合东京大学在应变分布分析算法上的创新,解决了大型结构体长期监测的难题。这种技术不仅填补了大型设备形变监测的空白,也为社会基础设施的数字化管理提供了新的工具。

该技术的核心在于采用了**B-OTDR(布里渊光时域反射仪)**技术,结合多芯光纤的特殊结构。通过测量光纤内部多条光路产生的应变差异,系统能够逐次推算出光纤的弯曲方向和弯曲量。实验显示,在曲率半径高达**10米**的模拟管道测试中,实际形状与推算形状的误差控制在**1%以内**,精度极高。此外,采用长方形排列的8芯光纤结构,有效降低了因非预期扭转带来的解析误差。

这一技术成果已发表于国际**期刊《IEEE Journal of Lightwave Technology》。其应用场景极为广泛,包括航空器、船舶、电波塔等大型结构物的寿命预测与故障预警,以及油田、化工厂地下管网的三维地图绘制与数字孪生管理。通过将这些设施与传感光纤结合,管理者可以远程实时监控设备状态,实现从“被动维修”到“主动预防”的转变。

未来,随着光纤结构优化与三维检测技术的进一步成熟,该技术有望成为大型基础设施数字孪生系统的核心感知层,显著提升社会防灾与设备维护的智能化水平。对于中国相关企业而言,日本在光纤传感算法与通信级光纤复用技术上的结合思路值得借鉴,特别是在地下管网老化监测与大型装备全生命周期管理方面,此类高精度、长距离的分布式传感技术具有巨大的市场潜力和应用价值。

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