BOTDR/A 分布式光纤温度和应变传感系统

布里渊光时域分析仪监控主机IF-BOTDA, 也称为分布式光纤温度和应变传感器, 采用光纤布里渊反向散射效应和光时域反射OTDR原理. 它是世界上最新一代的分布式光纤传感器, 可以达到温度, 应变, 以及光纤沿线各点的超长距离频谱测量. 最大测量距离可达60km, 测量精度为 1 °C/20°C, 测量时间为60s. 该系统使用标准通信单模光纤作为传感器, 结合了传输和传感, 并可实时监测细微的温度和应变变化. 在长距离油气管道等领域具有重要应用, 海底光电复合电缆, 电力架空线, 大坝, 桥梁, 等.

功能特点
超长距离连续分布式测量, 最大测量距离为120km
温度, 应变, 并应测量频率
测量精度高, 测量稳定可靠
频率绝对编码, 不受光源强度波动的影响, 光纤微折弯, 光纤氢损失, 等. 单模通信光纤可直接用于传感器, 整合 “传输” 和 “传感”

布里渊光时域分析仪测量原理
当光在光纤中传输时, 由于光纤材料的密度和折射率等光学特性略有不均匀性, 入射光会产生散射现象. 布里渊散射是光波和声波在光纤中传播时相互作用产生的光散射过程. 当环境温度变化或光纤发生变形时, 光在光纤中的声速和折射率都会发生变化, 导致布里渊频移发生变化, 布里渊频移变化为A. 光纤周围的温度AT与轴向应变Ax之间存在线性关系.

在公式中, Cx 和 Cx 表示光纤布里渊频移的温度系数和应变系数, 分别. 布里渊光纤传感器采用频率绝对编码, 不受光源功率波动的影响, 光纤熔接损耗, 纤维微弯曲, 纤维损耗, 等. 测量精度高, 并且长期测量稳定可靠.
布里渊光时域分析仪BOTDA基于受激布里渊散射效应. 它使用两个超窄线宽激光源, 即泵浦灯 (脉冲光信号) 和探头灯 (连续光信号), 在传感光纤的两端注入, 测量传感光纤脉冲光端的探头光信号, 并执行高速数据采集和处理. 当泵浦光和探头光之间的频率差等于光纤某一区域的布里渊频移时, 受刺激的布里渊扩增效应发生在该区域, 能量转移发生在两个光源之间. 通过扫描和检测光的频率, 可以获得沿光纤任意一点的布里渊光谱, 从而获得分布式温度和应变测量值. 由于使用刺激布里渊扩增效应, 传感光纤末端的散射信号被有效放大. 因此, BOTDA可实现长达60公里的高精度测量, 测量性能远优于基于拉曼散射的光纤传感器.

实时数据收集: 从监测区域逐点实时采集光纤布里渊光谱值, 形成实时温度和应变数据库.
实时数据显示: 实时显示从当前区域收集的温度和应变分布曲线.
视觉视图: 根据客户需求逐一绘制检测光缆布线和监控区域, 并直观地显示报警位置.
◆ 多级报警: 提供三种报警方式: 固定值, 变化率, 和地区差异. 报警值可根据用户要求多级设置.
◆ 区域设置报警: 监控区域可划分为多个区域, 并且每个区域可以独立设置告警值，实现差异化监控.
◆ 历史数据展示: 用户可以使用数据库搜索某一区域某段时间的温度应变曲线，计算某一点温度应变变化的历史趋势.
曲线的动态回放: 用户可以在一定时间段内动态播放温度和应变数据, 直观地显示整个温度和应变曲线的变化趋势.