बीओटीडीआर/ए वितरित फाइबर ऑप्टिक तापमान और तनाव संवेदन प्रणाली

ब्रिलोइन ऑप्टिकल टाइम-डोमेन विश्लेषक मॉनिटरिंग होस्ट IF-BOTDA, इसे वितरित फाइबर ऑप्टिक तापमान और स्ट्रेन सेंसर के रूप में भी जाना जाता है, फाइबर ऑप्टिक ब्रिलोइन बैकस्कैटर प्रभाव और ऑप्टिकल टाइम-डोमेन प्रतिबिंब ओटीडीआर के सिद्धांत को अपनाता है. यह दुनिया में वितरित फाइबर ऑप्टिक सेंसर की नवीनतम पीढ़ी है, जो तापमान प्राप्त कर सकता है, छानना, और अल्ट्रा लंबी दूरी के लिए ऑप्टिकल फाइबर के साथ विभिन्न बिंदुओं पर स्पेक्ट्रम माप. अधिकतम माप दूरी 60 किमी तक है, माप सटीकता है 1 ℃/20ue, और माप का समय 60s है. सिस्टम सेंसर के रूप में मानक संचार सिंगल-मोड ऑप्टिकल फाइबर का उपयोग करता है, जो ट्रांसमिशन और सेंसिंग को जोड़ती है, और वास्तविक समय में सूक्ष्म तापमान और तनाव परिवर्तनों की निगरानी कर सकता है. लंबी दूरी की तेल और गैस पाइपलाइन जैसे क्षेत्रों में इसका महत्वपूर्ण अनुप्रयोग है, पनडुब्बी ऑप्टोइलेक्ट्रॉनिक मिश्रित केबल, पावर ओवरहेड लाइनें, बांधों, पुलों, वगैरह.

कार्यात्मक विशेषताएँ
अल्ट्रा लंबी दूरी की निरंतर वितरित माप, 120 किमी की अधिकतम माप दूरी के साथ
तापमान, छानना, और आवृत्ति मापी जानी चाहिए
उच्च माप सटीकता, स्थिर और विश्वसनीय माप
फ़्रिक्वेंसी निरपेक्ष एन्कोडिंग, प्रकाश स्रोत की तीव्रता में उतार-चढ़ाव से अप्रभावित, फाइबर ऑप्टिक सूक्ष्म झुकने, फाइबर ऑप्टिक हाइड्रोजन हानि, वगैरह. सिंगल मोड संचार फाइबर का उपयोग सीधे सेंसर के लिए किया जा सकता है, एकीकृत “संचरण” और “संवेदन”

ब्रिलोइन ऑप्टिकल टाइम-डोमेन विश्लेषक मापने का सिद्धांत
जब प्रकाश ऑप्टिकल फाइबर में संचारित होता है, फाइबर सामग्री के घनत्व और अपवर्तक सूचकांक जैसे ऑप्टिकल गुणों की थोड़ी गैर-एकरूपता के कारण, आपतित प्रकाश प्रकीर्णन घटना उत्पन्न करेगा. ब्रिलोइन प्रकीर्णन ऑप्टिकल फाइबर में प्रसारित होने पर प्रकाश तरंगों और ध्वनि तरंगों के बीच परस्पर क्रिया से उत्पन्न प्रकाश प्रकीर्णन की प्रक्रिया है।. जब परिवेश का तापमान बदलता है या ऑप्टिकल फाइबर विरूपण से गुजरता है, ऑप्टिकल फाइबर में ध्वनि की गति और प्रकाश का अपवर्तनांक दोनों बदल जाएंगे, जिसके परिणामस्वरूप ब्रिलोइन आवृत्ति बदलाव में बदलाव आया, और ब्रिलोइन आवृत्ति बदलाव में परिवर्तन ए है. ऑप्टिकल फाइबर के आसपास तापमान एटी और अक्षीय तनाव एक्स के बीच एक रैखिक संबंध है.

सूत्र में, Cx और Cx फाइबर ब्रिलोइन आवृत्ति शिफ्ट के तापमान गुणांक और तनाव गुणांक का प्रतिनिधित्व करते हैं, क्रमश:. ब्रिलोइन फाइबर ऑप्टिक सेंसर आवृत्ति निरपेक्ष एन्कोडिंग को अपनाता है, जो प्रकाश स्रोत की शक्ति में उतार-चढ़ाव से प्रभावित नहीं होता है, फाइबर स्प्लिसिंग हानि, फाइबर सूक्ष्म झुकने, फाइबर हानि, वगैरह. माप सटीकता अधिक है, और माप लंबी अवधि में स्थिर और विश्वसनीय है.
ब्रिलौइन ऑप्टिकल टाइम-डोमेन विश्लेषक बीओटीडीए उत्तेजित ब्रिलौइन बिखरने प्रभाव पर आधारित है. यह दो अति संकीर्ण लाइनविड्थ लेजर स्रोतों का उपयोग करता है, अर्थात् पंप प्रकाश (पल्स लाइट सिग्नल) और जांच प्रकाश (निरंतर प्रकाश संकेत), सेंसिंग फाइबर के दोनों सिरों पर इंजेक्ट करने के लिए, सेंसिंग फाइबर के पल्स लाइट सिरे पर जांच प्रकाश सिग्नल को मापें, और उच्च गति डेटा अधिग्रहण और प्रसंस्करण करते हैं. जब पंप प्रकाश और जांच प्रकाश के बीच आवृत्ति अंतर फाइबर के एक निश्चित क्षेत्र में ब्रिलोइन आवृत्ति बदलाव के बराबर होता है, उत्तेजित ब्रिलोइन प्रवर्धन प्रभाव उस क्षेत्र में होता है, और दो प्रकाश स्रोतों के बीच ऊर्जा का स्थानांतरण होता है. प्रकाश की आवृत्ति को स्कैन करके और उसका पता लगाकर, फाइबर ऑप्टिक के साथ किसी भी बिंदु पर ब्रिलोइन स्पेक्ट्रम प्राप्त किया जा सकता है, जिससे वितरित तापमान और तनाव माप प्राप्त हो सके. उत्तेजित ब्रिलोइन प्रवर्धन प्रभाव के उपयोग के कारण, सेंसिंग फाइबर के अंत में बिखरे हुए सिग्नल को प्रभावी ढंग से बढ़ाया जाता है. इसलिए, बीओटीडीए 60 किमी तक की उच्च-सटीकता माप प्राप्त कर सकता है, और माप प्रदर्शन रमन स्कैटरिंग पर आधारित फाइबर ऑप्टिक सेंसर से कहीं बेहतर है.

वास्तविक समय डेटा संग्रह: मॉनिटर किए गए क्षेत्र से बिंदु दर बिंदु फाइबर ब्रिलोइन स्पेक्ट्रम मूल्यों का वास्तविक समय संग्रह, वास्तविक समय तापमान और तनाव डेटाबेस बनाना.
वास्तविक समय डेटा प्रदर्शन: वर्तमान क्षेत्र से एकत्र किए गए तापमान और तनाव वितरण वक्रों का वास्तविक समय प्रदर्शन.
दृश्य दृश्य: ग्राहक की जरूरतों के अनुसार डिटेक्शन फाइबर ऑप्टिक केबल रूटिंग और मॉनिटरिंग क्षेत्र को एक-एक करके मैप करें, और अलार्म स्थान को दृश्य रूप से प्रदर्शित करें.
◆ एकाधिक बहु-स्तरीय अलार्म: तीन अलार्म विधियाँ प्रदान करता है: निश्चित मूल्य, परिवर्तन की दर, और क्षेत्रीय अंतर. उपयोगकर्ता की आवश्यकताओं के अनुसार अलार्म मान को कई स्तरों पर सेट किया जा सकता है.
◆ जोन सेटिंग अलार्म: निगरानी क्षेत्र को कई क्षेत्रों में विभाजित किया जा सकता है, and each zone can independently set alarm values to achieve differentiated monitoring.
◆ Historical data display: Users can use the database to search for the temperature strain curve of a certain period of time in a certain area and calculate the historical trend of temperature strain changes at a certain point.
Dynamic playback of curves: Users can dynamically play temperature and strain data for a certain period of time, visually displaying the trend of changes in the entire temperature and strain curve.