Мы являемся инжиниринговым центром волоконно-оптических систем мониторинга.

Инструмент распределённого измерения температуры DTS функционирует за счёт скомбинированного рассеивания на временном участке с оптической рефлектометрией (OTDR). На первом этапе коротковолновой световой импульс проникает внутрь оптического волокна. Световой поток распространяется вперёд и обеспечивает генерацию так называемого рамановского рассеяния, который имеет обратную направленность рассеивания и фиксируется на двух различных типах волн в различных участках оптического волокна и по всей его длине. Волны рамановского рассеяния бывают стоксовыми и антистоксовыми. Длина таких волн с обратным рассеиванием отличается от длины таких же волн, но с передним рассеиванием.
Амплитуда стоксова и антистоксова света тщательно мониторится, а локализация в пространстве светового потока с обратным рассеиванием рассчитывается с учётом параметров скорости распространения светового потока внутри оптического волокна. Амплитуда стоксова света имеет минимальную взаимосвязь с температурными показателями (в отличие от амплитуды антистоксова света, которая сильно зависима от температуры).
Расчёт температурного профиля в оптоволокне выполняется с учётом соотношения амплитуд стоксова и антистоксова света. Стандартная система имеет температурное и пространственное разрешение. Параметр пространственного разрешения является минимальным расстоянием от мониторингового датчика, измеряющего скачкообразные изменения температурного режима вдоль всего оптического волокна.
Своё влияние на величину температурного разрешения оказывает частота, с которой повторяются пусковые импульсы, а также время снятия замеров. Энергия и длительность лазерного импульса находятся под чётким контролем, а их оптимизация происходит в тот момент, когда длина измерений находится на максимуме. Это обеспечивает оптимально доступную и высокоточную фиксацию температуры.
Основным принципом DTS является измерение температуры на основе комбинационного рассеяния в сочетании с оптической рефлектометрией во временной области (OTDR). В волокно запускается короткий световой импульс. Распространяющийся вперед свет генерирует рамановский свет, рассеянный в обратном направлении, на двух различных длинах волн из всех точек вдоль волокна. Длины волн рамановского света, рассеянного назад, отличаются от длины волны света, распространяющегося вперед, и называются «стоксовыми» и «антистоксовыми». Амплитуда стоксова и антистоксова света отслеживается, а пространственная локализация обратно рассеянного света определяется на основе знания скорости распространения внутри волокна. Амплитуда стоксова света очень слабо зависит от температуры, в то время как амплитуда антистоксова света сильно зависит от температуры.

Температурный профиль в оптическом волокне рассчитывается исходя из отношения амплитуды стоксова и антистоксова света. Типичная система характеризуется пространственным и температурным разрешением. Пространственное разрешение — это минимальное расстояние от датчика для измерения скачкообразного изменения температуры вдоль оптического волокна. Температурное разрешение — это мера точности определения абсолютной температуры.

Температурное разрешение зависит от времени измерения и частоты повторения пусковых импульсов. Энергия и продолжительность лазерного импульса точно контролируются и оптимизируются при максимальной длине измерения, чтобы обеспечить наилучшее доступное разрешение по температуре в приемлемых пределах точности. По мере увеличения времени отбора проб разрешение по температуре улучшается, а полученные значения температуры становятся более точными.

Функционирование интеллектуального распределённого звукового датчика DAS базируется на замерах акустического сигнала на всех участках многокилометрового оптического волокна. Замеры выполняются путём запуска импульсного лазерного света внутрь оптоволоконного кабеля.
По мереперемещения светового импульса внутри оптоволоконного кабеля возникают определённые взаимодействия, приводящие к световому отражению. Эффект рассеивания светового потока в обратном направлении появляется по причине микроскопических деформаций внутри оптического волокна, обусловленных локализацией звуковой энергии.
После рассеивания световой поток направляется обратно к датчикам DAS, где подвергается строгой выборке. Лазерный импульс синхронизируется, что обеспечивает точное сопоставление механизма обратного рассеивания с общим расстоянием по оптическому волокну.

Когда световой импульс подходит к концу оптического волокна, а все отражения возвращаются к опросчику, сам оптико-волоконный кабель становится «тёмным», поэтому следующий лазерный световой импульс может быть введён без риска интерференции. Замеры длины оптико-волоконного кабеля выполняются с интервалом в 1 м после каждого пуска лазерного светового импульса. Это способствует получению звуковой выборки на всём протяжении оптического волокна без перекрёстных помех и с диапазоном частот от миллигерц до ˃ 100 кГц. Динамический диапазон превышает 120 дБ.
Технология DAS измеряет акустический сигнал во всех точках на многокилометровом оптоволокне, как если бы это была вереница микрофонов. Интеллектуальный распределенный акустический датчик работает путем подачи импульса лазерного света в оптическое волокно. Когда этот импульс света проходит по оптическому пути, взаимодействия внутри волокна, которые приводят к отражениям света, известным как обратное рассеяние, определяются крошечными деформациями внутри волокна, которые, в свою очередь, вызываются локализованной акустической энергией. Этот обратно рассеянный свет возвращается по оптоволокну к DAS, где производится выборка. Синхронизация по времени лазерного импульса позволяет точно сопоставить событие обратного рассеяния с расстоянием по волокну.

После того, как световой импульс прошел до конца волокна, а любые отражения вернулись к опросчику, волокно можно считать «темным», и последующий лазерный импульс может быть введен без риска интерференции. Для каждого лазерного импульса все расстояние волокна измеряется в каждой точке по длине, обычно через каждый 1 метр. Результатом является непрерывная акустическая выборка по всей длине оптического волокна без перекрестных помех и с частотным диапазоном от миллигерц до более 100 кГц и динамическим диапазоном более 120 дБ. DAS - истинный акустический датчик, поскольку он точно воспроизводит звук по фазе, частоте и амплитуде. Эта возможность имеет решающее значение для передовых методов обработки, используемых во многих приложениях, и не характерных для некоторых систем DAS, представленных в настоящее время на рынке, которые могут не обеспечивать стабильность амплитуды или точность фазы, необходимые для расширенной обработки.