BOTDR/A Distributed fiber optic temperature and strain sensing system

O host de monitoramento do analisador óptico de domínio de tempo Brillouin IF-BOTDA, também conhecido como sensor de temperatura e deformação de fibra óptica distribuída, adota o efeito de retroespalhamento Brillouin de fibra óptica e o princípio de reflexão óptica no domínio do tempo OTDR. É a última geração de sensores de fibra óptica distribuídos no mundo, que pode atingir a temperatura, variedade, e medição de espectro em vários pontos ao longo da fibra óptica para distâncias ultralongas. A distância máxima de medição é de até 60 km, a precisão da medição é 1 ℃/20ue, e o tempo de medição é 60s. O sistema usa fibras ópticas monomodo de comunicação padrão como sensores, que combinam transmissão e detecção, e pode monitorar mudanças sutis de temperatura e deformação em tempo real. Tem aplicações importantes em campos como oleodutos e gasodutos de longa distância, cabos compostos optoeletrônicos submarinos, linhas aéreas de energia, barragens, pontes, etc..

Functional characteristics
Medição distribuída contínua de ultra longa distância, com uma distância máxima de medição de 120 km
Temperatura, variedade, e a frequência devem ser medidas
High measurement accuracy, medição estável e confiável
Codificação absoluta de frequência, não é afetado por flutuações na intensidade da fonte de luz, micro curvatura de fibra óptica, perda de hidrogênio em fibra óptica, etc.. A fibra de comunicação monomodo pode ser usada diretamente para sensores, integrando “transmissão” e “sentindo”

Princípio de medição do analisador óptico no domínio do tempo Brillouin
When light is transmitted in optical fibers, devido à ligeira não uniformidade das propriedades ópticas, como densidade e índice de refração do material de fibra, a luz incidente produzirá fenômeno de dispersão. O espalhamento de Brillouin é o processo de espalhamento da luz gerado pela interação entre ondas de luz e ondas sonoras durante a propagação em fibras ópticas. Quando a temperatura ambiente muda ou a fibra óptica sofre deformação, tanto a velocidade do som quanto o índice de refração da luz na fibra óptica mudarão, resultando em uma mudança na mudança de frequência de Brillouin, e a mudança na mudança de frequência de Brillouin é A. Existe uma relação linear entre a temperatura AT ao redor da fibra óptica e a deformação axial Ax.

Na fórmula, Cx and Cx represent the temperature coefficient and strain coefficient of the fiber Brillouin frequency shift, respectivamente. The Brillouin fiber optic sensor adopts frequency absolute encoding, which is not affected by fluctuations in light source power, fiber splicing loss, fiber micro bending, fiber loss, etc.. The measurement accuracy is high, and the measurement is stable and reliable in the long term.
The Brillouin optical time-domain analyzer BOTDA is based on stimulated Brillouin scattering effect. It uses two ultra narrow linewidth laser sources, namely pump light (pulse light signal) and probe light (continuous light signal), to inject at both ends of the sensing fiber, measure the probe light signal at the pulse light end of the sensing fiber, and perform high-speed data acquisition and processing. When the frequency difference between the pump light and the probe light is equal to the Brillouin frequency shift in a certain region of the fiber, stimulated Brillouin amplification effect occurs in that region, and energy transfer occurs between the two light sources. By scanning and detecting the frequency of light, the Brillouin spectrum at any point along the fiber optic can be obtained, thereby obtaining distributed temperature and strain measurements. Due to the use of stimulated Brillouin amplification effect, the scattered signal at the end of the sensing fiber is effectively amplified. Portanto, BOTDA can achieve high-precision measurement of up to 60km, and the measurement performance is far superior to fiber optic sensors based on Raman scattering.

Real time data collection: Real time collection of fiber Brillouin spectrum values from the monitored area point by point, forming a real-time temperature and strain database.
Real time data display: Real time display of temperature and strain distribution curves collected from the current area.
Visual view: Map the detection fiber optic cable routing and monitoring area one by one according to customer needs, and visually display the alarm location.
◆ Multiple multi-level alarms: Provides three alarm methods: fixed value, change rate, and regional difference. The alarm value can be set at multiple levels according to user requirements.
◆ Zone setting alarm: The monitored area can be divided into multiple zones, and each zone can independently set alarm values to achieve differentiated monitoring.
◆ Historical data display: Os usuários podem usar o banco de dados para pesquisar a curva de deformação térmica de um determinado período de tempo em uma determinada área e calcular a tendência histórica das mudanças de deformação térmica em um determinado ponto.
Reprodução dinâmica de curvas: Os usuários podem reproduzir dinamicamente dados de temperatura e tensão por um determinado período de tempo, exibindo visualmente a tendência de mudanças em toda a curva de temperatura e deformação.