DVS DAS DTS分布式光纖傳感監(jiān)測(cè)系統(tǒng)原理

DAS分布式光纖是什么? DAS分布式光纖原理

基于光纖的分布式聲波傳感器（DAS）是一種利用光纖中的后向瑞利散射（RBS）來定位和恢復(fù)光纖鏈路上的任意位置處機(jī)械振動(dòng)信息（振幅、相位和頻率）的技術(shù) 。由于機(jī)械振動(dòng)通常能夠在介質(zhì)中傳播很遠(yuǎn)，DAS 能夠檢測(cè)遠(yuǎn)離光纖的事件；基于光纖的低損耗特性，傳感光纖的長(zhǎng)度可達(dá)數(shù)千米至上百千米，因此 DAS 系統(tǒng)的探測(cè)覆蓋范圍非常廣；DAS 的振動(dòng)檢測(cè)帶寬可高達(dá)數(shù)十千赫茲，可以包含待測(cè)事件的豐富信息 ；傳感光纜具有本征安全、抗電磁干擾、耐惡劣環(huán)境等優(yōu)勢(shì)。這些優(yōu)點(diǎn)使得 DAS 在周界圍欄安防、管道安全監(jiān)測(cè)、井下資源勘探等長(zhǎng)距離應(yīng)用領(lǐng)域中有著巨大的應(yīng)用潛力，并且其應(yīng)用領(lǐng)域仍在不斷拓展中。

DTS分布式光纖電纜測(cè)溫 DTS分布式光纖測(cè)溫原理

DTS 裝置多采用光時(shí)域或頻域反射技術(shù)原理對(duì)線型測(cè)溫光纜中不同點(diǎn)的溫度進(jìn)行計(jì)算, 從而反映出電纜的實(shí)時(shí)運(yùn)行溫度, 由測(cè)溫光纜、 測(cè)溫主機(jī)及監(jiān)測(cè)后臺(tái)等部分組成。由于反射光對(duì)于溫度變化較為敏感, 測(cè)溫光纜感知溫度的同時(shí)能將沿著測(cè)溫光纜反射回的光信號(hào)傳遞回測(cè)溫主機(jī), 經(jīng)過光電轉(zhuǎn)換、 放大、濾波和去噪等處理后, 即可利用光時(shí)域反射原理計(jì)算出溫度點(diǎn)位置和溫度值, 最終得出測(cè)溫光纜覆蓋范圍內(nèi)的實(shí)時(shí)溫度場(chǎng)。 對(duì)于電力工業(yè)而言, 近年來隨著檢測(cè)技術(shù)的不斷進(jìn)步, 各類DTS 在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)已廣泛興起。

DTS 系統(tǒng)多是基于光纖拉曼散射和光時(shí)域反射原理來進(jìn)行溫度測(cè)量的。 在光纖中注入一定能量和寬度的激光脈沖信號(hào), 其在光纖中傳輸所產(chǎn)生的散射信號(hào)是連續(xù)的, 通過獲取背向拉曼散射光波強(qiáng)度與入射光脈沖信號(hào)之間的時(shí)間間隔, 解調(diào)出散射點(diǎn)的溫度變化和位置信息, 即可獲得整條光纖的溫度分布情況。 由于背向拉曼散射光波強(qiáng)度微弱, 因此需要采用高頻信號(hào)采集和微信號(hào)處理技術(shù), 經(jīng)光學(xué)濾波、光電轉(zhuǎn)換、 放大和模數(shù)轉(zhuǎn)換等處理單元后, 由信號(hào)處理器解調(diào)出光纖各測(cè)溫點(diǎn)的溫度值, 并將采集的溫度數(shù)據(jù)傳送到計(jì)算機(jī)系統(tǒng)進(jìn)行數(shù)據(jù)處理, 展示出各測(cè)溫點(diǎn)的溫度值和變化狀態(tài),實(shí)現(xiàn)電纜溫度的實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)和預(yù)警。

DVS分布式光纖振動(dòng)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)原理

DVS 系統(tǒng)基于相位敏感光時(shí)域反射（Phase-Sensitive Optical Time-Domain Reflectometer, Φ-OTDR）技術(shù)實(shí)現(xiàn)其系統(tǒng)功能，基本原理是振動(dòng)信號(hào)引起傳感光纖內(nèi)的后向瑞利散射光相位改變，進(jìn)而由此解調(diào)出振動(dòng)信號(hào)的相位信息。其中，基于光時(shí)域反射技術(shù)，可通過獲取的幅值信息實(shí)現(xiàn)振動(dòng)信號(hào)的定位；而相位信息真實(shí)反映了振動(dòng)信號(hào)的頻域變化信息，通過相位解調(diào)，可進(jìn)一步得到振動(dòng)信號(hào)的其它特征，如瞬時(shí)頻率、瞬時(shí)能量等。