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Teledyne SP Devices分布式光纤传感 (DOFS)

发布时间：2021-11-26 17:09:56 浏览：1336

光纤通常仅被当做为我们互联网世界供电系统的现代管道，替代了数据传输网络中较旧的双绞线铜连接。然而，由于某些与众不同的物理特性，光纤可以用作一系列分布式传感应用领域。受益于光纤经济性与在相当长距离内实现本地检测的固有能力的应用领域。计量检测模式分为四种传感模式：

分布式温度传感（DTS）

分布式声传感（DAS）

分布式应变传感（DSS）

Teledyne SP Devices光纤电线电缆是接受集中相干光的波导（由激光提供，如VCSEL或LED光源）以非常小的衰减远距离传输。与同等铜缆相比较，光纤具备体型小、重量轻的优点。此外，它们不会受到电磁干扰的影响

DOFS的工作原理

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科学表明，纤维生产制造过程中产生的杂质将引起光线穿过其长度，并经历低水平散射。这三种散射类型由它们的物理性能和检测它们所需的方法来描述：

瑞利、布里渊和拉曼散射

幸运的是，这些散射过程与适当的信号采集技术相结合，创建分布式传感器，可以检测整个光纤的物理特性，包括温度和机械应变，甚至声能，这为计量经济学开辟了大量应用领域。用作检测这些物理特性的设备是询问器。Teledyne SP Devices数字化仪技术应用于询问器中，使光纤传感器能够检测和定位沿着一段电线电缆的热点（DTS）

检测和定位超出范围的机械应变（DSS），表明大型建筑结构（如道路交通立交桥、桥梁或桥梁）机械故障的前奏

通过可能延伸超过50公里的隐藏光纤边界检测和定位人员或车辆入侵（DAS）

一些有趣的DOFS事实

光在光纤中传播1公里的时间约为5微秒，而在自由空间中则快46%（3.33微秒/km）

关键在于波长，光纤电缆线在0.19至0.33dB/km的长距离范围内提供低信号衰减

光时域反射计（OTDR）使运营商能够评估已安装使用光纤连接的质量并定位问题，包括衰减和事件损耗

拉曼散射可用来确定和定位光纤沿线的热点，精确度为几摄氏度

布里渊散射提供了易于安装使用的周界入侵检测系统，可划分和定位多人和车辆的入侵

为自由度应用选择数字化仪时的注意事项

自由度应用的最重要方面是了解

后向散射，无论要检测的主要类型如何，都是需要高系统动态范围的低电平信号（ADC分辨率>10位）

用来有效检测的短光脉冲（通常在5ns和20?s之间）这意味着高速数字化仪对于捕获激光脉冲至关重要。因此，需要几千兆采样频率来捕获最短的脉冲。适当的检测脉冲宽度是通过考虑目标光纤长度和评估入射和反射脉冲的飞行时间来确定的。提供相应的n基于DOFS系统中自主数据的用户或脉宽可配置性水平可能是系统设计的关键部分

DOFS系统设计师需要特别注意设计适当的光学前端脉冲发生器和检测器电源电路，以补充所选择数字化仪提供的高端性能。然而，通过在数字化仪本地开放FPGA资源，主控系统可提供数据采集过程和激光脉冲控制与定时。

常用产品及特点

ADQ7DC单通道或双通道，高达 10 GSps直流耦合数字化仪。

ADQ14DC单通道、双通道或四通道，高达 2 GSps 直流耦合数字化仪。

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