Teledyne SP Devices分布式光纖傳感 (DOFS)
發(fā)布時間:2021-11-26 17:09:56 瀏覽:1351
光纖通常僅被當(dāng)做為我們互聯(lián)網(wǎng)世界供電系統(tǒng)的現(xiàn)代管道,替代了數(shù)據(jù)傳輸網(wǎng)絡(luò)中較舊的雙絞線銅連接。然而,由于某些與眾不同的物理特性,光纖可以用作一系列分布式傳感應(yīng)用領(lǐng)域。受益于光纖經(jīng)濟(jì)性與在相當(dāng)長距離內(nèi)實(shí)現(xiàn)本地檢測的固有能力的應(yīng)用領(lǐng)域。計量檢測模式分為四種傳感模式:
分布式溫度傳感(DTS)
分布式聲傳感(DAS)
分布式應(yīng)變傳感(DSS)
Teledyne SP Devices光纖電線電纜是接受集中相干光的波導(dǎo)(由激光提供,如VCSEL或LED光源)以非常小的衰減遠(yuǎn)距離傳輸。與同等銅纜相比較,光纖具備體型小、重量輕的優(yōu)點(diǎn)。此外,它們不會受到電磁干擾的影響
DOFS的工作原理
科學(xué)表明,纖維生產(chǎn)制造過程中產(chǎn)生的雜質(zhì)將引起光線穿過其長度,并經(jīng)歷低水平散射。這三種散射類型由它們的物理性能和檢測它們所需的方法來描述:
瑞利、布里淵和拉曼散射
幸運(yùn)的是,這些散射過程與適當(dāng)?shù)男盘柌杉夹g(shù)相結(jié)合,創(chuàng)建分布式傳感器,可以檢測整個光纖的物理特性,包括溫度和機(jī)械應(yīng)變,甚至聲能,這為計量經(jīng)濟(jì)學(xué)開辟了大量應(yīng)用領(lǐng)域。用作檢測這些物理特性的設(shè)備是詢問器。Teledyne SP Devices數(shù)字化儀技術(shù)應(yīng)用于詢問器中,使光纖傳感器能夠檢測和定位沿著一段電線電纜的熱點(diǎn)(DTS)
檢測和定位超出范圍的機(jī)械應(yīng)變(DSS),表明大型建筑結(jié)構(gòu)(如道路交通立交橋、橋梁或橋梁)機(jī)械故障的前奏
通過可能延伸超過50公里的隱藏光纖邊界檢測和定位人員或車輛入侵(DAS)
一些有趣的DOFS事實(shí)
光在光纖中傳播1公里的時間約為5微秒,而在自由空間中則快46%(3.33微秒/km)
關(guān)鍵在于波長,光纖電纜線在0.19至0.33dB/km的長距離范圍內(nèi)提供低信號衰減
光時域反射計(OTDR)使運(yùn)營商能夠評估已安裝使用光纖連接的質(zhì)量并定位問題,包括衰減和事件損耗
拉曼散射可用來確定和定位光纖沿線的熱點(diǎn),精確度為幾攝氏度
布里淵散射提供了易于安裝使用的周界入侵檢測系統(tǒng),可劃分和定位多人和車輛的入侵
為自由度應(yīng)用選擇數(shù)字化儀時的注意事項(xiàng)
自由度應(yīng)用的最重要方面是了解
后向散射,無論要檢測的主要類型如何,都是需要高系統(tǒng)動態(tài)范圍的低電平信號(ADC分辨率>10位)
用來有效檢測的短光脈沖(通常在5ns和20μs之間)這意味著高速數(shù)字化儀對于捕獲激光脈沖至關(guān)重要。因此,需要幾千兆采樣頻率來捕獲最短的脈沖。適當(dāng)?shù)臋z測脈沖寬度是通過考慮目標(biāo)光纖長度和評估入射和反射脈沖的飛行時間來確定的。提供相應(yīng)的n基于DOFS系統(tǒng)中自主數(shù)據(jù)的用戶或脈寬可配置性水平可能是系統(tǒng)設(shè)計的關(guān)鍵部分
DOFS系統(tǒng)設(shè)計師需要特別注意設(shè)計適當(dāng)?shù)墓鈱W(xué)前端脈沖發(fā)生器和檢測器電源電路,以補(bǔ)充所選擇數(shù)字化儀提供的高端性能。然而,通過在數(shù)字化儀本地開放FPGA資源,主控系統(tǒng)可提供數(shù)據(jù)采集過程和激光脈沖控制與定時。
常用產(chǎn)品及特點(diǎn)
ADQ7DC單通道或雙通道,高達(dá) 10 GSps直流耦合數(shù)字化儀。
ADQ14DC單通道、雙通道或四通道,高達(dá) 2 GSps 直流耦合數(shù)字化儀。
FWATD Teledyne SP Devices 高級時域脈沖處理模塊。
FWPD Teledyne SP Devices 脈沖鑒別和觸發(fā)模塊。
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