IEC 61757-1-22023 光纤传感器.第1-2部分应变测量.基于布里渊散射的分布式传感标准立项发展报告

光纤传感器第1-2部分：应变测量基于布里渊散射的分布式传感标准立项发展报告StandardizationDevelopmentReport:FibreOpticSensors-Part1-2:StrainMeasurement-DistributedSensingBasedonBrillouinScattering摘要随着基础设施健康监测、地质灾害预警、航空航天结构评估及能源输送管线安全运维等领域的快速发展，分布式光纤传感技术凭借其长距离、连续分布、抗电磁干扰和耐恶劣环境等独特优势，已成为结构应变监测领域的战略性前沿技术方向。其中，基于布里渊散射的分布式光纤传感技术，因能够同时实现应变与温度的分布式测量，并在数十公里范围内达到亚米级空间分辨率，正逐步从实验室研究走向大规模工程应用。然而，全球范围内缺乏统一的性能测试方法、指标定义和试验规程，导致不同厂商产品之间性能参数难以横向比较，严重制约了该技术的规范化应用与国际市场拓展。为应对这一标准化需求，国际电工委员会光纤传感器技术委员会（IEC/TC86/SC86C）组织制定了IEC61757-1-2:2023《光纤传感器第1-2部分：应变测量基于布里渊散射的分布式传感》标准。本报告全面阐述该标准的立项背景、编制过程、核心技术内容及其行业影响。该标准首次在国际层面系统规定了基于布里渊散射的分布式应变传感系统的术语定义、性能参数分类、测试方法与试验条件，填补了该领域国际标准的空白。报告的结论部分展望了分布式光纤传感标准体系的未来发展方向，指出该标准的发布将有力推动技术成果转化、促进产业健康有序发展。关键词：光纤传感器；布里渊散射；分布式应变测量；国际标准；IEC61757；性能测试Keywords:Fibreopticsensors;Brillouinscattering;Distributedstrainmeasurement;Internationalstandard;IEC61757;Performancetesting1引言1.1研究背景分布式光纤传感技术起源于20世纪70年代末期，其基本原理是利用光纤本身作为传感介质，通过分析光纤中传输光的散射、干涉或偏振等物理特性的变化，实现对光纤沿线温度、应变、振动等物理量的连续分布式测量。在众多分布式光纤传感技术方案中，基于受激布里渊散射（StimulatedBrillouinScattering,SBS）和自发布里渊散射（SpontaneousBrillouinScattering,SpBS）的传感技术，以其测量距离长（可达数十乃至上百公里）、空间分辨率高（可达亚米级甚至厘米级）、测量精度优（应变精度可达微应变量级）等综合性能优势，成为工程应用最为广泛的分布式应变测量解决方案之一。近年来，随着我国"新基建"战略的深入推进——涵盖特高压输电工程、城市轨道交通、天然气管网、大型桥梁与隧道等重大基础设施——对长距离、高精度、实时在线的结构应变监测需求呈指数级增长。以布里渊散射分布式光纤传感技术为代表的新一代监测手段，已在多个标志性工程中得到成功应用。例如，在沪苏通长江公铁大桥的健康监测系统中，基于布里渊光时域反射仪（BOTDR）技术的分布式应变传感系统实现了对主桥关键截面应变状态的连续监测；在中俄东线天然气管道工程中，布里渊光时域分析仪（BOTDA）技术被用于管道沿线的地面变形与应变监测。然而，技术应用的快速扩张与标准规范的相对滞后之间的矛盾日益凸显——不同制造商提供的系统在空间分辨率、应变精度、测量范围等关键参数上缺乏统一的定义和测试方法，用户在系统选型和性能评估时面临显著困难。1.2国内外标准化现状在国际标准化层面，国际电工委员会（IEC）下设的光纤传感器技术委员会IEC/TC86/SC86C负责光纤传感器领域的国际标准制修订工作。在该委员会的组织框架下，IEC61757系列标准作为光纤传感器的通用规范，已相继发布了多个部分。其中，IEC61757-1:2012规定了光纤传感器的通用规范，IEC61757-2-1:2020针对温度测量规定了基于光纤布拉格光栅的测试方法。然而，在应变测量领域，特别是针对分布式布里渊传感技术的专项标准长期处于空白状态。在国内层面，全国光纤传感器标准化技术委员会归口管理相关国家标准和行业标准。尽管我国在分布式光纤传感技术研究方面处于国际前列，但在标准制定方面仍存在明显短板，相关国家和行业标准主要侧重于通用规范和术语定义，缺乏针对布里渊散射分布式应变传感系统的专用测试标准和性能评价规范。1.3标准立项的必要性在上述背景下，IEC61757-1-2:2023标准的制定具有迫切的现实需求和深远的战略意义：首先，该标准填补了分布式布里渊应变传感技术在国际标准层面的空白，为全球范围内的技术交流和贸易往来提供了统一的"技术语言"。其次，标准规定了统一的性能测试方法和评价指标，使得不同制造商产品的性能可比性显著提升，有助于建立公平竞争的市场环境。再次，该标准的发布为工程设计人员和最终用户在系统选型、验收测试和运行维护等环节提供了权威的技术依据。最后，从产业链完善角度而言，该标准将促进传感器制造、系统集成、工程服务等产业链各环节的规范化发展。2标准编制概况2.1标准基本信息本标准的标准编号为IEC61757-1-2:2023，对应于国际标准文件类型中的"InternationalStandard"。标准全称为《Fibreopticsensors-Part1-2:Strainmeasurement-DistributedsensingbasedonBrillouinscattering》（光纤传感器第1-2部分：应变测量基于布里渊散射的分布式传感）。标准由国际电工委员会光纤传感器技术委员会（IEC/TC86/SC86C）归口管理，于2023年8月16日正式发布实施。2.2编制过程IEC61757-1-2标准的编制工作经历了系统而严谨的国际化标准制定程序。在标准立项阶段，IEC/TC86/SC86C工作组在广泛调研分布式光纤传感技术发展现状和产业需求的基础上，于2018年前后正式提出新工作项目提案（NewWorkItemProposal,NWIP）。该提案得到了来自中国、日本、德国、英国、瑞士、韩国等主要成员体的积极响应和支持。在标准起草阶段，来自各成员体的专家组成项目组（ProjectTeam），围绕布里渊散射分布式应变传感系统的关键技术参数定义、测试方法设计、试验条件规定等核