日本电信电话株式会社（NTT）联合东京大学，成功研发出一种突破性的光纤形状传感技术。该技术能够检测长度从数十米到数千米的大型基础设施中，曲率半径在数米以上的缓慢形状变化，彻底改变了以往仅能监测数厘米级急峻弯曲的局限。这一成果已发表于国际权威期刊《IEEE Journal of Lightwave Technology》。
背景在于，随着大型社会基础设施的老龄化，对飞机、海上风力发电设备、地下管道等难以直接观测的设施进行持续形变监测的需求日益迫切。传统的光纤形状传感技术虽然能利用多芯光纤探测微小弯曲，但受限于测量仪器和光纤结构，其有效检测距离通常仅为数米，且可探测的曲率半径多在数厘米以下，无法适用于大型结构的缓慢形变监测。而现有的雷达或摄像头机器人方案，则易受环境干扰，难以实现长距离连续监测。
本次技术突破的核心在于两项关键创新。首先是采用了B-OTDR（布里渊光时域反射仪）技术，通过逐次解析光纤沿长轴方向的应变分布，结合多光路间的应变差异，精确推算出光纤的弯曲方向和弯曲量。这种方法将测量距离从传统的数米扩展至数千米。其次是设计了专用的多芯光纤电缆结构，利用室内通信电缆中常见的8芯光纤，以0.25毫米的间隔整齐排列并固定。这种结构显著增大了光路间距，使得可检测的曲率半径从数厘米级提升至数米级，同时矩形截面设计有效降低了因意外扭转带来的解析误差。
在NTT筑波研发中心进行的实验中，研究团队在曲率半径分别为3米、7米和10米的模拟管道上固定光纤电缆进行验证。结果显示，即使在检测难度最大的10米曲率半径下，估算形状与实际形状的误差仍控制在1%以下，证实了该技术对极缓慢形变的超高精度检测能力。这是全球首次实现数米级曲率半径的长距离光纤形状传感。
该技术的广泛应用前景广阔。在航空、船舶及海上风电等大型结构物中，可实时监测因风浪或疲劳产生的微小形变，结合数字孪生技术实现寿命预测和故障预警。在石油、化工及城市地下管网领域，能够绘制不可见管线的三维形状地图，解决传统手段难以定位和监测的难题。尽管未来仍需解决温度变化和电缆扭转对数据的干扰补偿问题，但其作为基础设施预防性维护工具的潜力已得到充分验证。
对于中国光纤传感及基础设施运维行业而言，这一技术路线展示了从“微观精密”向“宏观长距”跨越的巨大价值。国内在海底光缆、特高压输电及长距离输油管道等领域拥有庞大的存量资产，若能借鉴此类多芯光纤结构设计与长距离应变解析算法，将极大提升对大型工程结构的数字化感知能力，推动基础设施运维从“事后维修”向“预测性维护”的智能化转型。
