【视频】分布式光纤测温系统 DTS 的实现原理和硬件模块
讲解拉曼 DTS 实现原理及激光器、WDM 耦合器、APD 光电转换器与采集卡的接线方式,适合初次搭建 DTS 的工程师与研究生。
基于 OTDR 与拉曼(Raman)散射,沿传感光纤连续获取温度分布。光翼智能提供 DTS 分立器件与 GY-DTS-M 全集成模块,助力 OEM 与科研团队快速搭建拉曼测温系统。
分布式光纤温度传感系统(DTS)基于光纤的光时域反射(OTDR)原理与拉曼散射效应。激光脉冲与光纤分子相互作用产生瑞利、布里渊与拉曼等多种散射;其中拉曼散射由光纤分子热振动引起,产生波长较长的斯托克斯(Stokes)光与波长较短的反斯托克斯(Anti-Stokes)光。外界温度调制 Anti-Stokes 光强,Anti-Stokes 与 Stokes 的比值提供绝对温度指示,从而实现沿光纤温度场的分布式测量。
讲解拉曼 DTS 实现原理及激光器、WDM 耦合器、APD 光电转换器与采集卡的接线方式,适合初次搭建 DTS 的工程师与研究生。
研发拉曼 DTS 测温系统,需先熟悉系统光路原理与各模块功能:
将激光器、WDM、APD 与采集卡集成于单一壳体,极大简化系统复杂度。千兆网口 UDP 协议输出 Stokes 与 Anti-Stokes 原始信号,客户只需开发上位解调软件即可搭建完整 DTS 系统。
查看 GY-DTS-M 参数 >>| 模块组件 | 功能描述 |
|---|---|
| 1550nm 纳秒脉冲激光器 | 提供 DTS 光源,典型脉宽 10ns,内部触发输出用于同步采集卡 |
| WDM 耦合器 | 四端口合波,COM 接传感光缆,两路返回 Anti-Stokes 与 Stokes 光至 APD |
| 双通道 APD 探测器 | 探测 Anti-Stokes 与 Stokes 光,转换为电信号 |
| DTS 专用采集卡 | 250 MSps 采样率,内置平均算法,外部脉冲触发采集 |
激光器、探测器参数差异、光纤类型与测温距离衰减等因素,都会影响解调精度。常见拉曼 DTS 解调流程如下: