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Teledyne SP Devices分布式光纖傳感 (DOFS)

發布時間：2021-11-26 17:09:56 瀏覽：2500

光纖通常僅被當做為我們互聯網世界供電系統的現代管道，替代了數據傳輸網絡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用領域。受益于光纖經濟性與在相當長距離內實現本地檢測的固有能力的應用領域。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）

分布式應變傳感（DSS）

Teledyne SP Devices光纖電線電纜是接受集中相干光的波導（由激光提供，如VCSEL或LED光源）以非常小的衰減遠距離傳輸。與同等銅纜相比較，光纖具備體型小、重量輕的優點。此外，它們不會受到電磁干擾的影響

DOFS的工作原理

圖片1.png

科學表明，纖維生產制造過程中產生的雜質將引起光線穿過其長度，并經歷低水平散射。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

幸運的是，這些散射過程與適當的信號采集技術相結合，創建分布式傳感器，可以檢測整個光纖的物理特性，包括溫度和機械應變，甚至聲能，這為計量經濟學開辟了大量應用領域。用作檢測這些物理特性的設備是詢問器。Teledyne SP Devices數字化儀技術應用于詢問器中，使光纖傳感器能夠檢測和定位沿著一段電線電纜的熱點（DTS）

檢測和定位超出范圍的機械應變（DSS），表明大型建筑結構（如道路交通立交橋、橋梁或橋梁）機械故障的前奏

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

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）

關鍵在于波長，光纖電纜線在0.19至0.33dB/km的長距離范圍內提供低信號衰減

光時域反射計（OTDR）使運營商能夠評估已安裝使用光纖連接的質量并定位問題，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，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，可劃分和定位多人和車輛的入侵

為自由度應用選擇數字化儀時的注意事項

自由度應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，都是需要高系統動態范圍的低電平信號（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）這意味著高速數字化儀對于捕獲激光脈沖至關重要。因此，需要幾千兆采樣頻率來捕獲最短的脈沖。適當的檢測脈沖寬度是通過考慮目標光纖長度和評估入射和反射脈沖的飛行時間來確定的。提供相應的n基于DOFS系統中自主數據的用戶或脈寬可配置性水平可能是系統設計的關鍵部分

DOFS系統設計師需要特別注意設計適當的光學前端脈沖發生器和檢測器電源電路，以補充所選擇數字化儀提供的高端性能。然而，通過在數字化儀本地開放FPGA資源，主控系統可提供數據采集過程和激光脈沖控制與定時。

常用產品及特點

ADQ7DC單通道或雙通道，高達 10 GSps直流耦合數字化儀。

ADQ14DC單通道、雙通道或四通道，高達 2 GSps 直流耦合數字化儀。

FWATD Teledyne SP Devices 高級時域脈沖處理模塊。

FWPD Teledyne SP Devices 脈沖鑒別和觸發模塊。

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