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光纖通常僅被當(dāng)做為我們互聯(lián)網(wǎng)世界供電系統(tǒng)的現(xiàn)代管道，替代了數(shù)據(jù)傳輸網(wǎng)絡(luò)中較舊的雙絞線銅連接。然而，由于某些與眾不同的物理特性，光纖可以用作一系列分布式傳感應(yīng)用領(lǐng)域。受益于光纖經(jīng)濟(jì)性與在相當(dāng)長(zhǎng)距離內(nèi)實(shí)現(xiàn)本地檢測(cè)的固有能力的應(yīng)用領(lǐng)域。計(jì)量檢測(cè)模式分為四種傳感模式：

分布式溫度傳感（DTS）

分布式聲傳感（DAS）

分布式應(yīng)變傳感（DSS）

Teledyne SP Devices光纖電線電纜是接受集中相干光的波導(dǎo)（由激光提供，如VCSEL或LED光源）以非常小的衰減遠(yuǎn)距離傳輸。與同等銅纜相比較，光纖具備體型小、重量輕的優(yōu)點(diǎn)。此外，它們不會(huì)受到電磁干擾的影響

DOFS的工作原理

科學(xué)表明，纖維生產(chǎn)制造過(guò)程中產(chǎn)生的雜質(zhì)將引起光線穿過(guò)其長(zhǎng)度，并經(jīng)歷低水平散射。這三種散射類(lèi)型由它們的物理性能和檢測(cè)它們所需的方法來(lái)描述：

瑞利、布里淵和拉曼散射

幸運(yùn)的是，這些散射過(guò)程與適當(dāng)?shù)男盘?hào)采集技術(shù)相結(jié)合，創(chuàng)建分布式傳感器，可以檢測(cè)整個(gè)光纖的物理特性，包括溫度和機(jī)械應(yīng)變，甚至聲能，這為計(jì)量經(jīng)濟(jì)學(xué)開(kāi)辟了大量應(yīng)用領(lǐng)域。用作檢測(cè)這些物理特性的設(shè)備是詢問(wèn)器。Teledyne SP Devices數(shù)字化儀技術(shù)應(yīng)用于詢問(wèn)器中，使光纖傳感器能夠檢測(cè)和定位沿著一段電線電纜的熱點(diǎn)（DTS）

檢測(cè)和定位超出范圍的機(jī)械應(yīng)變（DSS），表明大型建筑結(jié)構(gòu)（如道路交通立交橋、橋梁或橋梁）機(jī)械故障的前奏

通過(guò)可能延伸超過(guò)50公里的隱藏光纖邊界檢測(cè)和定位人員或車(chē)輛入侵（DAS）

一些有趣的DOFS事實(shí)

光在光纖中傳播1公里的時(shí)間約為5微秒，而在自由空間中則快46%（3.33微秒/km）

關(guān)鍵在于波長(zhǎng)，光纖電纜線在0.19至0.33dB/km的長(zhǎng)距離范圍內(nèi)提供低信號(hào)衰減

光時(shí)域反射計(jì)（OTDR）使運(yùn)營(yíng)商能夠評(píng)估已安裝使用光纖連接的質(zhì)量并定位問(wèn)題，包括衰減和事件損耗

拉曼散射可用來(lái)確定和定位光纖沿線的熱點(diǎn)，精確度為幾攝氏度

布里淵散射提供了易于安裝使用的周界入侵檢測(cè)系統(tǒng)，可劃分和定位多人和車(chē)輛的入侵

為自由度應(yīng)用選擇數(shù)字化儀時(shí)的注意事項(xiàng)

自由度應(yīng)用的最重要方面是了解

后向散射，無(wú)論要檢測(cè)的主要類(lèi)型如何，都是需要高系統(tǒng)動(dòng)態(tài)范圍的低電平信號(hào)（ADC分辨率>10位）

用來(lái)有效檢測(cè)的短光脈沖（通常在5ns和20μs之間）這意味著高速數(shù)字化儀對(duì)于捕獲激光脈沖至關(guān)重要。因此，需要幾千兆采樣頻率來(lái)捕獲最短的脈沖。適當(dāng)?shù)臋z測(cè)脈沖寬度是通過(guò)考慮目標(biāo)光纖長(zhǎng)度和評(píng)估入射和反射脈沖的飛行時(shí)間來(lái)確定的。提供相應(yīng)的n基于DOFS系統(tǒng)中自主數(shù)據(jù)的用戶或脈寬可配置性水平可能是系統(tǒng)設(shè)計(jì)的關(guān)鍵部分

DOFS系統(tǒng)設(shè)計(jì)師需要特別注意設(shè)計(jì)適當(dāng)?shù)墓鈱W(xué)前端脈沖發(fā)生器和檢測(cè)器電源電路，以補(bǔ)充所選擇數(shù)字化儀提供的高端性能。然而，通過(guò)在數(shù)字化儀本地開(kāi)放FPGA資源，主控系統(tǒng)可提供數(shù)據(jù)采集過(guò)程和激光脈沖控制與定時(shí)。

常用產(chǎn)品及特點(diǎn)

ADQ7DC單通道或雙通道，高達(dá) 10 GSps直流耦合數(shù)字化儀。

ADQ14DC單通道、雙通道或四通道，高達(dá) 2 GSps 直流耦合數(shù)字化儀。

FWATD Teledyne SP Devices 高級(jí)時(shí)域脈沖處理模塊。

FWPD Teledyne SP Devices 脈沖鑒別和觸發(fā)模塊。

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