分布式光纤传感监测系统原理
光的传播有一种叫做闪射现象。
闪射:当光束通过不均匀媒质时,部分光束将偏离原来方向而分散传播,从侧向也可以看到光的现象,叫做光的散射
然后光的散射可以分成弹性散射跟非弹性散射。弹性闪射主要有瑞利散射和米氏散射; 非弹性散射包括布里渊散射,拉曼散射,康普顿散射等。而分布式光纤传感监测系统,是采用不同的散射实现的产品。有基于拉曼光谱(Raman spectra),布里渊散射, 瑞利散射等。
本文试着对分布式光纤传感监测系统做一下介绍。
1. DVS防区型: 是通过划分防区进行监测的,而且当某个位置入侵后 不能准确定位到具体位置,只能知道在某个防区,所以划分防区就很重要了,我们一般建议是50m-200m 一个防区,总防区一般为16个以内。这样就能快速的定位到入侵位置(因为距离比较短)。主要用在一些建筑的周届安防上,而且安装比较复杂,不能应用于长距离传输,价格不贵,长距离定位型的DVS价格降下来后,防区型的DVS慢慢没有优势了。
3. 分布式光纤声波监测系统(DAS):
测声音的,原理其实也是基于振动测量;跟DVS的区别是DAS相位解调,能线性还原声音,DVS没有相位调解,无法还原声音;现在慢慢变成分布式光纤振动测量得主流,在能源,石油,燃气管道等等场景中开始使用。
DAS系统需要相干探测,所以探测部分需要使用到平衡光电探测器。平衡光电探测器>>
想快速搭建分布式光纤声波监测系统,可以采用DAS的一体化模块,配上一张高速的采集卡即可。DAS一体化模块
从软件开发角度看,DAS相比DVS要复杂,因为数据量大,解调复杂。
推荐:点击查看DAS视频>>
4. 分布式光纤测温系统(DTS): 测温度的,单独DTS一般是基于拉曼的,价格便宜很多,几万块钱的样子;也有基于布里渊的BOTDR,可以同时测温和应力,现场需要2根光纤,一根测温,一根测应力,但是造价非常高,贵的价格能到百万级别。BOTDR系统需要用到高速的光电探测器,查看高速光电探测器>>
5. 光纤光栅(FBG):
光纤光栅,在光纤里面刻蚀的光滤波器,可以滤出特定频率的光。一般工程应用是,一个多通道FBG解调模块,后面接FBG光纤传感器,测温度,测应力等等;比较成熟,缺点就是成本有点高,如果能把成本降下来FBG的应用市场还是挺多的。
FBG有那些传感器>>