如何自研一套DTS系统


DTS系统模块准备

分布式光纤拉曼DTS测温系统需要的组件有以下4部分,分别是高功率的纳秒脉冲激光器,WDM波分复用器,双路APD光电转化模块,DTS专用数据采集卡。

简化接线,采用集成好的DTS模块

您也可以选择我们把以上模块组合在一起的集成模块,这样可以有效的减少您的接线工作及节省空间占用,更方便您集成。

参数设置

DTS系统常用的典型值为:激光器脉冲设置为10k,10ns脉宽;然后采集卡采样点数根据光缆长度进行设置,0.4米一个点,采样设置的点数*0.4米>实际感温光缆即可;平均次数设置为30000次。

数据读取

数据读取需要您准备一个工控机(电脑),然后准备一根网线连接采集卡的网口和电脑的网口,然后修改电脑的IP地址跟采集卡为同一个网段;采集卡采用UDP通信,IP为192.168.137.2,端口为8028,采用小端数据格式,所以我们的电脑IP地址可以设置为192.168.137.3。打开采集卡的数据采集软件,即可采集到DTS的2路信号。

您也可以通过使用自己的编程语言或环境(C++, Python, Qt, Labview, C#等)编写采集卡的读写程序,实现自己的DTS上位机软件。以及为后续的温度解调做准备。

如何解调出温度

一种常见的解调算法如下:

  1. 根据以上数据读取步骤,获取Anti-Stokes与Stokes光信号值:从采集卡解析出Anti-Stokes与Stokes的值
  2. 对Anti-Stokes与Stokes的曲线进行降噪处理
  3. 对Anti-Stokes与Stokes降噪后曲线取比值,获取比值的衰减曲线
  4. 对衰减曲线进行补偿,补偿后的曲线跟温度基本是一个线性关系
  5. 对光缆进行温度标定:例如0度时候的比值,20度的比值,50度的比值等,【这里可以进一步用参考光纤和温度传感器自动获取比值和温度】。
  6. 根据比值曲线和标定数据集,绘制温度曲线。

DTS应用软件开发

DTS应用软件基本功能是防区划分及温度告警功能,可以逻辑的对整条光缆进行防区划分,比如0-50米为防区一,50-200米为防区二等,然后可以设置每个方案的告警规则,例如温度超过定义阀值告警(比如设置阀值为45度,当超过45度时需要告警等)

综上

这里介绍了一种高性价比的DTS系统实现方案,通过采购高性价比的DTS硬件模块进行搭建,自己精力专注在软件数据解调及应用软件上


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