一、光纖拉曼測(cè)溫DTS系統(tǒng)原理介紹

分布式光纖溫度傳感系統(tǒng)（DTS）目前基本原理都是基于光纖的光時(shí)域反射（OTDR）原理和光纖的拉曼散射效應(yīng)。激光脈沖與光纖分子相互作用，發(fā)生多種散射，如瑞利散射、布里淵散射和拉曼散射等。其中拉曼散射是由于光纖分子的熱振動(dòng)，它會(huì)產(chǎn)生一個(gè)比光源波長(zhǎng)長(zhǎng)的光——斯托克斯 （Stokes）光和一個(gè)比光源波長(zhǎng)短的光——反斯托克斯（Anti-Stokes）光。光纖受外部溫度的調(diào)制使光纖中的反斯托克斯（Anti-Stokes）光強(qiáng)發(fā)生變化，Anti-Stokes與Stokes的比值提供了溫度的絕對(duì)指示，利用這一原理實(shí)現(xiàn)對(duì)沿光纖溫度場(chǎng)的分布式測(cè)量。更多

【視頻】分布式光纖測(cè)溫系統(tǒng)DTS的實(shí)現(xiàn)原理和硬件模塊

[知識(shí)科普] 2023-11-24 12:33:26

視頻講解分布式光纖拉曼測(cè)溫系統(tǒng)DTS的實(shí)現(xiàn)原理和硬件組件模塊的接線，DTS系統(tǒng)需要的激光器，WDM耦合器，APD光電轉(zhuǎn)換器和采集卡相關(guān)內(nèi)容

二、光纖DTS測(cè)溫系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)

要研發(fā)DTS拉曼測(cè)溫系統(tǒng)，先熟悉拉曼測(cè)溫DTS系統(tǒng)的原理圖

DTS集成模塊
GY-DTS-M 是光翼智能推出的一款DTS集成模塊，該模塊中把激光器+WDM+APD+采集卡進(jìn)行了集成，極大簡(jiǎn)化了系統(tǒng)的復(fù)雜性，采用千兆網(wǎng)口UDP協(xié)議進(jìn)行采集數(shù)據(jù)，模塊可以輸出斯托克斯光和反斯托克斯光信號(hào)。

下表列出了，DTS測(cè)溫系統(tǒng)中各關(guān)鍵，及功能描述

三、光纖DTS測(cè)溫系統(tǒng)用到的產(chǎn)品

1550nm納秒脈沖激光器DTS測(cè)溫系統(tǒng)專用
峰值功率30W，脈沖10ns

DTS用雙通道APD光電轉(zhuǎn)換模塊
波長(zhǎng)范圍：1000-1700nm

DTS專用采集卡
250MSps采樣率
UDP傳輸協(xié)議

DTS專用WDM耦合器
1x3 WDM 1450/1550/1660

四、光纖DTS測(cè)溫系統(tǒng)如何解調(diào)

由于激光器，光電探測(cè)器的性能參數(shù)不一樣，以及選用的光纖介質(zhì)不同，再加上光纖測(cè)溫長(zhǎng)度增加衰減等問題，所以當(dāng)前也有一些科研人員在研究如何實(shí)現(xiàn)高精度的溫度解調(diào)算法。一種常見的解調(diào)算法如下：

1. 獲取Anti-Stokes與Stokes光信號(hào)值：從采集卡解析出Anti-Stokes與Stokes的值
2. 對(duì)Anti-Stokes與Stokes的曲線進(jìn)行降噪處理
3. 對(duì)Anti-Stokes與Stokes降噪后曲線取比值，獲取比值的衰減曲線
4. 對(duì)衰減曲線進(jìn)行補(bǔ)償，補(bǔ)償后的曲線跟溫度基本是一個(gè)線性關(guān)系
5. 對(duì)光纜進(jìn)行溫度標(biāo)定，擬合計(jì)算出線性關(guān)系的系數(shù)
6. 對(duì)目標(biāo)位置根據(jù)比值及系數(shù)計(jì)算出實(shí)際溫度

五、光纖DTS測(cè)溫相關(guān)內(nèi)容