DVS DAS DTS分布式光纖傳感監(jiān)測系統(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械振動信息（振幅、相位和頻率）的技術(shù) 。由于機械振動通常能夠在介質(zhì)中傳播很遠(yuǎn)，DAS 能夠檢測遠(yuǎn)離光纖的事件；基于光纖的低損耗特性，傳感光纖的長度可達(dá)數(shù)千米至上百千米，因此 DAS 系統(tǒng)的探測覆蓋范圍非常廣；DAS 的振動檢測帶寬可高達(dá)數(shù)十千赫茲，可以包含待測事件的豐富信息 ；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。這些優(yōu)點使得 DAS 在周界圍欄安防、管道安全監(jiān)測、井下資源勘探等長距離應(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分布式光纖電纜測溫 DTS分布式光纖測溫原理

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

DTS 系統(tǒng)多是基于光纖拉曼散射和光時域反射原理來進(jìn)行溫度測量的。 在光纖中注入一定能量和寬度的激光脈沖信號, 其在光纖中傳輸所產(chǎn)生的散射信號是連續(xù)的, 通過獲取背向拉曼散射光波強度與入射光脈沖信號之間的時間間隔, 解調(diào)出散射點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度微弱, 因此需要采用高頻信號采集和微信號處理技術(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, 由信號處理器解調(diào)出光纖各測溫點的溫度值, 并將采集的溫度數(shù)據(jù)傳送到計算機系統(tǒng)進(jìn)行數(shù)據(jù)處理, 展示出各測溫點的溫度值和變化狀態(tài),實現(xiàn)電纜溫度的實時監(jiān)測和預(yù)警。

DVS分布式光纖振動監(jiān)測系統(tǒng)原理

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