[go: up one dir, main page]

RU111635U1 - DISTRIBUTED FIBER-OPTICAL TEMPERATURE CONTROL SYSTEM BASED ON FORCED COMBINATION SCATTERING - Google Patents

DISTRIBUTED FIBER-OPTICAL TEMPERATURE CONTROL SYSTEM BASED ON FORCED COMBINATION SCATTERING Download PDF

Info

Publication number
RU111635U1
RU111635U1 RU2011119784/28U RU2011119784U RU111635U1 RU 111635 U1 RU111635 U1 RU 111635U1 RU 2011119784/28 U RU2011119784/28 U RU 2011119784/28U RU 2011119784 U RU2011119784 U RU 2011119784U RU 111635 U1 RU111635 U1 RU 111635U1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
fiber
frequency
raman scattering
repetition rate
photodetector
Prior art date
Application number
RU2011119784/28U
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Валерий Шалвович Берикашвили
Original Assignee
Валерий Шалвович Берикашвили
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Валерий Шалвович Берикашвили filed Critical Валерий Шалвович Берикашвили
Priority to RU2011119784/28U priority Critical patent/RU111635U1/en
Application granted granted Critical
Publication of RU111635U1 publication Critical patent/RU111635U1/en

Links

Landscapes

  • Measuring Temperature Or Quantity Of Heat (AREA)

Abstract

Распределенная волоконно-оптическая система контроля температуры на основе вынужденного комбинационного рассеяния, включающая полупроводниковый импульсный лазерный излучатель, устройство ввода лазерного излучения в оптическое волокно, фотоприемники с интерференционными фильтрами, выделяющими длины волн вынужденного комбинационного рассеяния, усилитель сигналов фотоприемника, систему оцифровки, обработки и индикации распределения температуры вдоль волокна, отличающаяся тем, что, с целью уменьшения потребляемой мощности и увеличения дальности действия, на концевом торце волокна установлен зеркальный отражатель, система снабжена генератором с линейно увеличивающейся частотой следования импульсов, начиная от частоты, обратной времени распространения лазерного импульса до конца волокна и обратно, до удвоения упомянутой частоты, а усилитель фотоприемника снабжен интегратором с постоянной времени, равной периоду конечной частоты, а также блоком усиления с квадратичным нарастанием коэффициента усиления по мере нарастания частоты следования импульсов. Distributed fiber-optic temperature control system based on stimulated Raman scattering, including a semiconductor pulsed laser emitter, a device for inputting laser radiation into an optical fiber, photodetectors with interference filters emitting wavelengths of stimulated Raman scattering, a signal amplifier of a photodetector, a system of digitization, processing and indication of distribution temperature along the fiber, characterized in that, in order to reduce power consumption and increase As the range is increased, a mirror reflector is installed at the fiber end face, the system is equipped with a generator with a linearly increasing pulse repetition rate, starting from the frequency inverse of the laser pulse propagation time to the fiber end and back to doubling the frequency, and the photodetector amplifier is equipped with an integrator with a time constant equal to the period of the final frequency, as well as a gain unit with a quadratic increase in gain as the pulse repetition rate increases.

Description

Изобретение относится к области измерительной техники, телеметрии и оптоэлектроники и может быть использовано для контроля температуры вдоль оптического волокна в виде кабеля проложенного по контролируемой области длиной до 50 км. Устройство может использоваться в системах пожарной сигнализации, технологического контроля скважин глубиной до 5 км, в угольных шахтах, элеваторах и других объектах большой протяженности (до 50 км).The invention relates to the field of measuring equipment, telemetry and optoelectronics and can be used to control temperature along the optical fiber in the form of a cable laid along a controlled area up to 50 km long. The device can be used in fire alarm systems, technological monitoring of wells up to 5 km deep, in coal mines, elevators and other long-distance objects (up to 50 km).

Методически представленное изобретение относится к оптической рефлектометрии временной области OTDR (optical time domain reflectometry) и аппаратам для выполнения таких операций.The methodically presented invention relates to optical time domain reflectometry (OTDR) and apparatuses for performing such operations.

В обычном OTDR-методе короткий лазерный импульс света на рабочей длине волны (λ0) вводится в один конец оптического волокна, и измеряется релеевское оптическое излучение, рассеянное обратно от каждой точки вдоль волокна. В распределенном во времени считывании, используется осциллограмма рассеянного обратно излучения. По ней измеряют оптические потери и дефекты в различных местах волокна. В типовых OTD рефлектометрах, используемых для определения характеристик оптического волокна или кабеля, сигналом обратного релеевского рассеяния пользуются, например, чтобы установить расположение дефектов (разрывов, неисправностей) в волокне или измерить характеристики затухания волокна и длину волокна.In the conventional OTDR method, a short laser pulse of light at a working wavelength (λ 0 ) is injected at one end of the optical fiber, and Rayleigh optical radiation is measured, scattered back from each point along the fiber. In a time-distributed reading, an oscillogram of backscattered radiation is used. It measures optical losses and defects in various places of the fiber. In typical OTD reflectometers used to determine the characteristics of an optical fiber or cable, a Rayleigh backscatter signal is used, for example, to determine the location of defects (gaps, malfunctions) in the fiber or to measure the attenuation characteristics of the fiber and the fiber length.

Рассеянные обратно сигналы могут быть результатом процессов упругого или неупругого рассеяния. Рэлеевское рассеяние производит беспорядочные (стохастические) сигналы от упругого рассеяния в основном с той же самой длиной волны, как и введенный сигнал (λ0). Сигналы бриллуэновского и комбинационного (рамановского) рассеяния возникают в результате процессов неупругого рассеяния, каждый из которых производит пары полос спектра. Каждая пара полос первого порядка включает одну полосу (стоксову компоненту), с центром около более длинной длины волны (λ+1), чем у введенного сигнала (λ0) и другую полосу (антистоксову компоненту), центрируемую на более короткой длине волны (λ-1), чем у введенного сигнала. Таким образом, пара компонент располагается симметрично около введенной сигнальной длины волны. Спектр сигналов бриллуэновского и рамановского рассеяния обычно содержит несколько поочередных порядков (на длинах волн λ±n, где n=1,2,3 …), являющихся результатом частных процессов рассеивания, причем интенсивность полос уменьшается с увеличением порядка.Backscattered signals may result from elastic or inelastic scattering processes. Rayleigh scattering produces random (stochastic) signals from elastic scattering, basically with the same wavelength as the input signal (λ 0 ). The signals of Brillouin and Raman scattering arise as a result of inelastic scattering processes, each of which produces pairs of spectral bands. Each pair of first-order bands includes one band (Stokes component), centered around a longer wavelength (λ +1 ) than the input signal (λ 0 ), and another band (anti-Stokes component), centered at a shorter wavelength (λ -1 ) than the input signal. Thus, a pair of components is located symmetrically near the entered signal wavelength. The spectrum of Brillouin and Raman scattering signals usually contains several successive orders (at wavelengths λ ± n , where n = 1,2,3 ...), which are the result of particular scattering processes, and the intensity of the bands decreases with increasing order.

В патенте GB-2140554, G01D 5/26 от 12.06.92 предложен способ и устройство, в котором импульсный лазерный свет вводится в один конец оптического волокна и рассеянные обратно рамановские стоксовы и антистоксовы сигналы выделяют и измеряют. Соотношения измерений их мощностей во времени позволяет получать распределение температуры вдоль волокна.In the patent GB-2140554, G01D 5/26 dated 06/12/92, a method and apparatus is proposed in which pulsed laser light is introduced at one end of an optical fiber and Raman and Stokes signals that are backscattered are extracted and measured. The ratio of the measurements of their powers over time allows us to obtain the temperature distribution along the fiber.

В последующем известном устройстве ЕР 0502283, G01K 11/32 от 11.04.94, использованы оптические сигналы на длине волны 1.32 мкм от источника, включающего накачиваемый диодом твердотельный лазер, которые посылались вдоль оптического волокна с увеличенным рамановским рассеянием.In the following known device EP 0502283, G01K 11/32 from 04/11/94, optical signals at a wavelength of 1.32 μm from a source including a solid-state laser pumped by a diode were used, which were sent along an optical fiber with increased Raman scattering.

В европатенте ЕР 0 636 868 A1, G01K 11/32, G01D 5/26 от 19.07.94, взятом за прототип, предложена распределенная волоконно-оптическая система контроля температуры на основе вынужденного комбинационного рассеяния, включающая полупроводниковый импульсный лазерный излучатель, устройство ввода лазерного излучения в оптическое волокно, фотоприемники с интерференционными фильтрами, выделяющими стоксовы и антистоксовы длины волн вынужденного комбинационного рассеяния, усилители сигналов фотоприемников, систему оцифровки, обработки и индикации распределения температуры вдоль волокна. Предложены также различные методы ограничения и преобразования стоксовых компонент первого порядка в компоненты более высокого порядка, а также дополнительные лазерные излучатели позволяющие увеличить величину стоксовых компонент и длину распределенной сенсорной линии до 50 км. Там же отмечается нежелательность высоких мощностей зондирующего излучения вследствие появления нелинейных эффектов ухудшающих точность измерения.Europatent EP 0 636 868 A1, G01K 11/32, G01D 5/26 dated 07/19/94, taken as a prototype, proposes a distributed fiber-optic temperature control system based on stimulated Raman scattering, including a semiconductor pulsed laser emitter, a laser input device into optical fiber, photodetectors with interference filters emitting Stokes and anti-Stokes stimulated Raman wavelengths, photodetector signal amplifiers, a system for digitizing, processing and indicating distribution I temperature along the fiber. Various methods have also been proposed for limiting and converting Stokes components of the first order to higher-order components, as well as additional laser emitters that make it possible to increase the value of the Stokes components and the length of the distributed sensor line to 50 km. It also notes the undesirability of high probe radiation powers due to the appearance of nonlinear effects that impair the measurement accuracy.

Недостатком этой системы является то, что для увеличения ее дальности действия до 50 км предлагается подключение дополнительных источников излучения, на длинах волн соответствующих стоксовой и антистоксовой компонентам. Это усложняет измерительную систему, увеличивает потребление электроэнергии и понижает ее надежность. Одновременно возрастает стоимость системы, что препятствует широкому использованию прототипа.The disadvantage of this system is that to increase its range up to 50 km, it is proposed to connect additional radiation sources at the wavelengths corresponding to the Stokes and anti-Stokes components. This complicates the measuring system, increases energy consumption and reduces its reliability. At the same time, the cost of the system increases, which prevents the widespread use of the prototype.

Сущность предлагаемого изобретения состоит в использовании не только обратного комбинационного рамановского рассеяния при прохождении зондирующего импульса, распространяющегося вдоль оптического волокна в прямом направлении, но и рамановского рассеяния, стимулированного импульсом, отраженным от концевого торца волокна, и распространяющемуся в обратном направлении.The essence of the invention consists in the use of not only Raman Raman scattering during the passage of a probe pulse propagating along the optical fiber in the forward direction, but also Raman scattering stimulated by a pulse reflected from the end end of the fiber and propagating in the opposite direction.

Технический результат заключается в увеличении дальности действия системы без дополнительных генераторов, уменьшении мощности зондирующего излучения a, следовательно, потребляемой мощности, веса и стоимости измерительной системы.The technical result consists in increasing the range of the system without additional generators, reducing the power of the probe radiation a , and therefore, the power consumption, weight and cost of the measuring system.

Указанный технический результат достигается тем, что в системе применен зеркальный отражатель на оконечном торце волоконной линии и специальный генератор с линейно нарастающей частотой следования зондирующие импульсов, начиная с частоты обратной времени распространения лазерного импульса до конца волокна и обратно до удвоения упомянутой частоты. Кроме того, усилители фотоприемников снабжены интеграторами с постоянной времени равной периоду конечной частоты, а также блоком усиления с квадратичным нарастанием коэффициента усиления по мере нарастания частоты следования импульсов.The specified technical result is achieved by the fact that the system uses a mirror reflector at the end end of the fiber line and a special generator with a ramp-up repetition rate of the probe pulses, starting from the frequency of the inverse time of propagation of the laser pulse to the end of the fiber and back to doubling the mentioned frequency. In addition, the photodetector amplifiers are equipped with integrators with a time constant equal to the period of the final frequency, as well as an amplification unit with a quadratic increase in gain as the pulse repetition rate increases.

Предлагаемое устройство распределенной волоконно-оптической системы контроля температуры на основе вынужденного комбинационного рассеяния поясняется структурной схемой, представленной на Фиг.1.The proposed device is a distributed fiber-optic temperature control system based on stimulated Raman scattering is illustrated by the structural diagram presented in figure 1.

На схеме приняты следующие обозначения: импульсный генератор с линейно нарастающей частотой следования импульсов 1, соединенный с полупроводниковым лазером 2; устройство ввода лазерного излучения 3 в оптическое волокно 4; отражающее зеркало 5, расположенное на концевом торце волокна 4; фотоприемники с фильтрами 6, выделяющими стоксову и антистоксову компоненты комбинационного рассеяния; предварительный усилитель 7 с интегратором 8; усилитель с изменяемым коэффициентом усиления 9; аналогово-цифровой преобразователь (АЦП) 10; ЭВМ 11 с индикаторным устройством 12 (дисплей).The following notations are used in the diagram: a pulse generator with a ramp pulse repetition rate 1 connected to a semiconductor laser 2; a device for inputting laser radiation 3 into an optical fiber 4; a reflecting mirror 5 located at the end end of the fiber 4; photodetectors with filters 6 emitting Stokes and anti-Stokes Raman components; preamplifier 7 with integrator 8; variable gain amplifier 9; analog-to-digital converter (ADC) 10; A computer 11 with an indicator device 12 (display).

Элементы 1, 5, 8 и 9, предлагаемого устройства, составляют отличительную часть, от устройств в известных системах и прототипе.Elements 1, 5, 8 and 9 of the proposed device constitute a distinctive part from devices in known systems and prototype.

Устройство работает следующим образом.The device operates as follows.

Импульсный генератор 1 формирует короткие электрические импульсы длительностью 20 не с линейно нарастающей частотой следования импульсов, которые подают на полупроводниковый лазер 2, где преобразуются в импульсы лазерного излучения. Эти оптические импульсы поступают в устройство ввода излучения 3 и, через него, в оптическое волокно 4 длиной от 0,1 до 50 км. Достигнув конца волокна, оптические импульсы отражаются от зеркала 5 и возвращаются обратно по волокну к фотоприемникам с фильтрами 6. Интерференционные фильтры выделяют стоксову и антистоксовы компоненты комбинационного рассеяния и преобразуют их в электрические сигналы пропорциональные их интенсивности. Далее сигналы усиливают в предварительном усилителе 7, подают на интегратор 8, сглаживающий импульсные сигналы, а затем на усилитель с изменяемым коэффициентом усиления 9, для выравнивания сигналов разной удаленности, аналогово-цифровой преобразователь (АЦП) 10 и ЭВМ 11, где они проходят математическую обработку и подаются на индикаторное устройство 12 (дисплей) в виде распределения температуры вдоль волокна. Полученные последовательные цифровые коды, поступающие в ЭВМ, могут использоваться в базе данных диспетчерской ЭВМ.The pulse generator 1 generates short electrical pulses of a duration of 20 nsec with a linearly increasing pulse repetition rate, which are fed to a semiconductor laser 2, where they are converted into laser radiation pulses. These optical pulses enter the radiation input device 3 and, through it, into the optical fiber 4 from 0.1 to 50 km in length. Having reached the end of the fiber, optical pulses are reflected from mirror 5 and returned back through the fiber to photodetectors with filters 6. Interference filters emit Stokes and anti-Stokes Raman components and convert them into electrical signals proportional to their intensity. Next, the signals are amplified in the pre-amplifier 7, fed to the integrator 8, smoothing the pulse signals, and then to the amplifier with a variable gain 9, to align the signals of different distances, the analog-to-digital converter (ADC) 10 and computer 11, where they are mathematically processed and served on the indicator device 12 (display) in the form of a temperature distribution along the fiber. Received serial digital codes received by the computer can be used in the database of the computer control room.

Схема взаимодействия импульсов света, распространяющихся в прямом и обратном направлении, поясняется фиг.2, где показано, что импульс 2, отраженный от зеркала 5 и движущийся в обратном направлении, усиливает комбинационное рассеяние следующего импульса 1 движущегося по оптическому волокну 4 в прямом направлении. Схема распространения зондирующего 1 и отраженного 2 импульсов по волокну 4 до взаимодействия до взаимодействия показана на фиг.2, а. Схема прохождения этих импульсов после прохода через область взаимодействия 3 показана на фиг.2, б.The interaction pattern of light pulses propagating in the forward and reverse directions is illustrated in FIG. 2, where it is shown that the pulse 2 reflected from the mirror 5 and moving in the opposite direction enhances the Raman scattering of the next pulse 1 moving along the optical fiber 4 in the forward direction. The propagation pattern of the probe 1 and reflected 2 pulses along the fiber 4 before the interaction before interaction is shown in figure 2, a . The diagram of the passage of these pulses after passing through the interaction region 3 is shown in figure 2, b .

Благодаря изменению частоты импульсного генератора точка встречи прямого и отраженного импульса будет перемещаться от входного торца волокна к его концу «просматривая» последовательно каждый участок волокна.Due to the change in the frequency of the pulse generator, the meeting point of the direct and reflected pulses will move from the input end of the fiber to its end, “looking through” each section of the fiber in series.

Примеры реализации изобретенияExamples of the invention

Пример 1 реализации предлагаемой системы на основе кварц-германатного многомодового волокна со стандартными геометрическими размерами ⌀125/50 мкм, с параболическим показателем преломления и числовой апертурой 0,25, затуханием 0,29 дБ/км длиной 5 км.Example 1 of the implementation of the proposed system based on quartz-germanate multimode fiber with standard geometric dimensions ⌀125 / 50 μm, with a parabolic refractive index and numerical aperture of 0.25, attenuation of 0.29 dB / km, 5 km long.

Использовались оптические импульсы длительностью 20 нс с длиной волны 1.06 мкм, при введенной мощности в импульсе между 0,3 Вт и 1,0 Вт. Затухание на рамановской антистоксовой длине волны 1,00 мкм составляло 0,95 дБ/км и на стоксовой длине волны 1,12 мкм - 0,62 дБ/км. Наблюдаемый отраженный сигнал был ослаблен на 3…5 дБ, т.е. составлял 0,25…0,35 Вт. Сигнал стоксовой компоненты был слабее на 20 дБ, а антистоксовой на 30 дБ. Уровень этих сигналов после фильтрации был довольно высок и составлял 45 и 50 мкВт, т.е. не требовал высокочувствительных фотоприемных устройств. Отклонение на 1% от значения для линейного режима изменения отношения мощностей сигналов стоксовой и антистоксовой компонент в логарифмическом масштабе от длины волокна наблюдалось при изменении температуры на 1°С.Optical pulses with a duration of 20 ns and a wavelength of 1.06 μm were used, with an introduced pulse power between 0.3 W and 1.0 W. The attenuation at the Raman anti-Stokes wavelength of 1.00 μm was 0.95 dB / km and at the Stokes wavelength of 1.12 μm, 0.62 dB / km. The observed reflected signal was attenuated by 3 ... 5 dB, i.e. amounted to 0.25 ... 0.35 watts. The signal of the Stokes component was weaker by 20 dB, and the anti-Stokes component by 30 dB. The level of these signals after filtering was quite high and amounted to 45 and 50 μW, i.e. did not require highly sensitive photodetectors. A deviation of 1% from the value for the linear mode of changing the signal power ratio of the Stokes and anti-Stokes components on a logarithmic scale from the fiber length was observed with a temperature change of 1 ° C.

Таким образом, устройство позволяло регистрировать распределение температуры вдоль волокна длиной 5 км с разрешающей способностью по температуре 1°С и пространственной разрешающей способностью 15 м.Thus, the device allowed to record the temperature distribution along the fiber with a length of 5 km with a resolution of 1 ° C and a spatial resolution of 15 m.

Пример 2 реализации предлагаемого изобретения на одномодовом волокне со стандартными геометрическими размерами ⌀125/8,5 мкм, с несмещенной дисперсией затуханием на длине волны 1,55 мкм 0,20 дБ/км, числовой апертурой 0,12 длиной 50 км.Example 2 of the implementation of the invention on a single-mode fiber with standard geometric dimensions ⌀125 / 8.5 μm, with an unbiased dispersion attenuation at a wavelength of 1.55 μm 0.20 dB / km, a numerical aperture of 0.12 50 km long.

Использовались оптические импульсы длительностью 20 нс с длиной волны 1,35 мкм, при введенной мощности в импульсе между 0,9 Вт и 1,0 Вт. Затухание на рамановской антистоксовой длине волны 1,25 мкм составляло 0,49 дБ/км и на стоксовой длине волны 1,45 мкм - 0,42 дБ/км. Наблюдаемый отраженный сигнал на рабочей длине волны 1,35 мкм был ослаблен на 25…26 дБ, т.е. составлял 0,8…1,0 мВт. Сигнал стоксовой компоненты рамановского рассеяния был слабее на 20 дБ, а антистоксовой на 30 дБ. Уровень этих сигналов после фильтрации составлял, соответственно, 45 и 5 мкВт, т.е. требовал умеренно чувствительных фотоприемных устройств. Отклонение на 1% от значения для линейного режима изменения отношения мощностей сигналов стоксовой и антистоксовой компонент в логарифмическом масштабе от длины волокна наблюдалось при изменении температуры на 1°С.Optical pulses with a duration of 20 ns and a wavelength of 1.35 μm were used, with an introduced pulse power between 0.9 W and 1.0 W. The attenuation at the Raman anti-Stokes wavelength of 1.25 μm was 0.49 dB / km and at the Stokes wavelength of 1.45 μm it was 0.42 dB / km. The observed reflected signal at a working wavelength of 1.35 μm was attenuated by 25 ... 26 dB, i.e. amounted to 0.8 ... 1.0 mW. The signal of the Stokes component of Raman scattering was weaker by 20 dB, and the anti-Stokes component by 30 dB. The level of these signals after filtering was, respectively, 45 and 5 μW, i.e. required moderately sensitive photodetectors. A deviation of 1% from the value for the linear mode of changing the signal power ratio of the Stokes and anti-Stokes components on a logarithmic scale from the fiber length was observed with a temperature change of 1 ° C.

Таким образом, устройство позволяло регистрировать распределение температуры вдоль волокна длиной 50 км с разрешающей способностью по температуре 1°С и пространственной разрешающей способностью 15 м.Thus, the device allowed to record the temperature distribution along the fiber with a length of 50 km with a resolution of 1 ° C and a spatial resolution of 15 m.

В табл.1 приведены сравнительные характеристики известного и предлагаемого устройств.Table 1 shows the comparative characteristics of the known and proposed devices.

Согласно данным, приведенным в табл.1, предлагаемое устройство имеет более широкий диапазон рабочих длин волн и дальность действия, требует меньше мощности в импульсе, не требует дополнительных излучателей. Для регистрации стоксовых и антистоксовых компонент комбинационного рассеяния не требуется высокочувствительных приемников.According to the data given in table 1, the proposed device has a wider range of operating wavelengths and range, requires less power per pulse, does not require additional emitters. To register the Stokes and anti-Stokes Raman components, highly sensitive receivers are not required.

Таблица 1. Сравнительные характеристики известного и предлагаемого устройствTable 1. Comparative characteristics of the known and proposed devices № ппNo pp Параметры и характеристикиParameters and specifications Известное устройство (прототип)Known device (prototype) Предлагаемое устройствоProposed device 1one Рабочие диапазоны длин волн, мкмOperating wavelength ranges, microns 1,3…1,551.3 ... 1.55 0,85…1,550.85 ... 1.55 22 Мощность излучения в импульсе, ВтThe radiation power in a pulse, W 1,5…3,01,5 ... 3,0 0,5…1,00.5 ... 1.0 33 Наличие дополнительного излучателя для усиления комбинационного рассеянияThe presence of an additional emitter to enhance Raman scattering естьthere is нетno 4four Чувствительность приемника, мкВтReceiver sensitivity, mkW 0,10.1 55 55 Длина оптического волокна в системе без дополнительных излучателей, кмThe length of the optical fiber in the system without additional emitters, km 1…301 ... 30 1…501 ... 50 66 Пространственная разрешающая способность, мSpatial Resolution, m 15fifteen 15fifteen 77 Разрешающая способность по температуреTemperature resolution 1,5°С1.5 ° C 1°С1 ° C 88 Потребляемая мощность аппаратуры, ВтPower consumption of equipment, W 100one hundred 50fifty

Claims (1)

Распределенная волоконно-оптическая система контроля температуры на основе вынужденного комбинационного рассеяния, включающая полупроводниковый импульсный лазерный излучатель, устройство ввода лазерного излучения в оптическое волокно, фотоприемники с интерференционными фильтрами, выделяющими длины волн вынужденного комбинационного рассеяния, усилитель сигналов фотоприемника, систему оцифровки, обработки и индикации распределения температуры вдоль волокна, отличающаяся тем, что, с целью уменьшения потребляемой мощности и увеличения дальности действия, на концевом торце волокна установлен зеркальный отражатель, система снабжена генератором с линейно увеличивающейся частотой следования импульсов, начиная от частоты, обратной времени распространения лазерного импульса до конца волокна и обратно, до удвоения упомянутой частоты, а усилитель фотоприемника снабжен интегратором с постоянной времени, равной периоду конечной частоты, а также блоком усиления с квадратичным нарастанием коэффициента усиления по мере нарастания частоты следования импульсов.
Figure 00000001
Distributed fiber optic temperature control system based on stimulated Raman scattering, including a semiconductor pulsed laser emitter, a device for inputting laser radiation into an optical fiber, photodetectors with interference filters emitting wavelengths of stimulated Raman scattering, a signal amplifier of a photodetector, a system for digitizing, processing and indicating distribution temperature along the fiber, characterized in that, in order to reduce power consumption and increase As the range is increased, a mirror reflector is installed at the end end of the fiber, the system is equipped with a generator with a linearly increasing pulse repetition rate, starting from the frequency inverse of the laser pulse propagation time to the end of the fiber and back to doubling the frequency, and the photodetector amplifier is equipped with an integrator with a time constant equal to the period of the final frequency, as well as a gain unit with a quadratic increase in gain as the pulse repetition rate increases.
Figure 00000001
RU2011119784/28U 2011-05-18 2011-05-18 DISTRIBUTED FIBER-OPTICAL TEMPERATURE CONTROL SYSTEM BASED ON FORCED COMBINATION SCATTERING RU111635U1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2011119784/28U RU111635U1 (en) 2011-05-18 2011-05-18 DISTRIBUTED FIBER-OPTICAL TEMPERATURE CONTROL SYSTEM BASED ON FORCED COMBINATION SCATTERING

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2011119784/28U RU111635U1 (en) 2011-05-18 2011-05-18 DISTRIBUTED FIBER-OPTICAL TEMPERATURE CONTROL SYSTEM BASED ON FORCED COMBINATION SCATTERING

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU111635U1 true RU111635U1 (en) 2011-12-20

Family

ID=45404769

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2011119784/28U RU111635U1 (en) 2011-05-18 2011-05-18 DISTRIBUTED FIBER-OPTICAL TEMPERATURE CONTROL SYSTEM BASED ON FORCED COMBINATION SCATTERING

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU111635U1 (en)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU186231U1 (en) * 2018-10-10 2019-01-11 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Омский государственный технический университет" Optical Brillouin OTDR
CN112888924A (en) * 2018-10-18 2021-06-01 信息技术有限公司 Temperature monitoring device, temperature monitoring method and temperature monitoring system

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU186231U1 (en) * 2018-10-10 2019-01-11 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Омский государственный технический университет" Optical Brillouin OTDR
CN112888924A (en) * 2018-10-18 2021-06-01 信息技术有限公司 Temperature monitoring device, temperature monitoring method and temperature monitoring system

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US9322721B2 (en) Optic fiber distributed temperature sensor system with self-correction function and temperature measuring method using thereof
CN108603773B (en) Photoelectric distributed measuring device based on Brillouin scattering
CN108663138B (en) Distributed optical fiber temperature and vibration sensing system and method
Soto et al. Analysis of optical pulse coding in spontaneous Brillouin-based distributed temperature sensors
EP4097422B1 (en) Distributed optical fibre sensor
Wang et al. Distributed temperature sensing system based on a densely spaced FBG array for small fire recognition
Ososkov et al. Fiber optic Raman distributed temperature sensor based on an ultrashort pulse mode-locked fiber laser
CN105890797A (en) High-spectral Rayleigh-Brillouin optical time-domain reflectometer capable of simultaneously detecting temperature and stress
Soto et al. High-performance Raman-based distributed fiber-optic sensing under a loop scheme using anti-Stokes light only
CN106093962A (en) A kind of interference velocity-measuring system and method
Soto et al. Distributed Raman Sensing
Lauber et al. Physical limits of raman distributed temperature sensing-are we there yet?
RU111635U1 (en) DISTRIBUTED FIBER-OPTICAL TEMPERATURE CONTROL SYSTEM BASED ON FORCED COMBINATION SCATTERING
CN111623902B (en) Distributed optical fiber Raman temperature sensor based on intensity modulation chirp pulse compression
Bolognini et al. Performance enhancement of Raman-based distributed temperature sensors using simplex codes
Silva et al. Impact of pulse width on the sensitivity and range of a Raman-based distributed fiberoptic temperature sensor
CN212363486U (en) a temperature measuring system
CN205899031U (en) Interfere system of testing speed
Thévenaz Distributed optical fiber sensors: what is known and what is to come
RU2566603C1 (en) Distributed sensor of acoustic and vibration impacts
KR20160005847A (en) Fiber Optic Raman OTDR with Fiber Bragg Gratings for Simultaneous Measurement of Temperature and Strain and Method for Sensing thereof
RU2248540C1 (en) Fiber-optic temperature and deformation pick-up
RU2583060C1 (en) Method of measuring temperature distribution in object and device therefor
Karamehmedovic et al. Fiber optic distributed temperature sensor using incoherent optical frequency domain reflectometry
CN115210530B (en) System and method for optical strain measurement

Legal Events

Date Code Title Description
MM1K Utility model has become invalid (non-payment of fees)

Effective date: 20130519