Бөлінген зондтауда талшықты кездейсоқ лазерді қолдану

2013 жылы жоғары сапалы DFB-RFL сорғысына негізделген жаңа DRA тұжырымдамасы ұсынылды және эксперименттер арқылы тексерілді. DFB-RFL бірегей жартылай ашық қуыс құрылымына байланысты оның кері байланыс механизмі талшықта кездейсоқ бөлінген Рэйлей шашырауына ғана сүйенеді. Өндірілетін жоғары ретті кездейсоқ лазердің спектрлік құрылымы мен шығыс қуаты тамаша температураға сезімталдықты көрсетеді, сондықтан жоғары деңгейлі DFB-RFL өте тұрақты төмен шу толық бөлінген сорғы көзін құра алады. 13(а)-суретте көрсетілген эксперимент жоғары ретті DFB-RFL негізінде бөлінген Раман күшейту тұжырымдамасын тексереді, ал 13(b) суретте әртүрлі сорғы қуаттары кезінде мөлдір трансмиссия күйіндегі күшейтудің таралуы көрсетілген. Салыстырудан көруге болады, екі бағытты екінші ретті айдау ең жақсы, күшейту тегістігі 2,5 дБ, одан кейін кері екінші ретті кездейсоқ лазерлік айдау (3,8 дБ), ал алға кездейсоқ лазерлік айдау бірінші ретке жақын. екі бағытты айдау, тиісінше, 5,5 дБ және 4,9 дБ кезінде кері DFB-RFL сорғы өнімділігі орташа күшейту мен күшейту тербелісінен төмен. Сонымен қатар, осы тәжірибедегі мөлдір трансмиссия терезесіндегі алға DFB-RFL сорғының тиімді шу көрсеткіші екі бағытты бірінші ретті сорғыдан 2,3 дБ төмен және екі бағытты екінші ретті сорғыдан 1,3 дБ төмен. . Кәдімгі DRA-мен салыстырғанда, бұл шешім салыстырмалы қарқынды шуды тасымалдауды басу және толық ауқымды теңдестірілген жіберу/сезімдеуді жүзеге асыруда айқын жан-жақты артықшылықтарға ие және кездейсоқ лазер температураға сезімтал емес және жақсы тұрақтылыққа ие. Сондықтан, жоғары деңгейлі DFB-RFL негізіндегі DRA болуы мүмкін Ол ұзақ қашықтыққа оптикалық талшықты беру/сезімдеу үшін төмен шу және тұрақты бөлінген теңдестірілген күшейтуді қамтамасыз етеді және ультра алыс қашықтыққа релелік емес беру мен сезінуді жүзеге асыру мүмкіндігіне ие. .

Таратылған талшықты анықтау (DFS) оптикалық талшықты зондтау технологиясы саласындағы маңызды сала ретінде келесі тамаша артықшылықтарға ие: Оптикалық талшықтың өзі сезу мен беруді біріктіретін сенсор болып табылады; ол оптикалық талшық жолындағы әрбір нүктенің температурасын үздіксіз сезе алады. Кеңістіктік таралу және физикалық параметрлердің өзгеруі туралы ақпарат, мысалы, деформация және т.б.; бір оптикалық талшық қазіргі уақытта ең ұзақ қашықтықты және ең үлкен сыйымдылықты сенсорлық желіні құра алатын сенсорлық ақпараттың жүздеген мың нүктелеріне дейін ала алады. DFS технологиясының халық шаруашылығына және халық тұрмысына қатысты негізгі нысандардың, мысалы, электр беру кабельдері, мұнай және газ құбырлары, жоғары жылдамдықты теміржолдар, көпірлер мен туннельдер сияқты қауіпсіздік мониторингі саласында қолданудың кең перспективалары бар. Дегенмен, ұзақ қашықтықпен, жоғары кеңістіктік ажыратымдылықпен және өлшеу дәлдігімен DFS жүзеге асыру үшін талшықтардың жоғалуынан туындаған кең ауқымды төмен дәлдіктегі аймақтар, сызықтық еместен туындаған спектрдің кеңеюі және локализацияланбаудан туындаған жүйелік қателер сияқты қиындықтар бар.
Жоғары сапалы DFB-RFL негізіндегі DRA технологиясы тегіс пайда, төмен шу және жақсы тұрақтылық сияқты бірегей қасиеттерге ие және DFS қолданбаларында маңызды рөл атқара алады. Біріншіден, ол оптикалық талшыққа қолданылатын температураны немесе деформацияны өлшеу үшін BOTDA-ға қолданылады. Эксперименттік құрылғы 14(а) суретте көрсетілген, мұнда екінші ретті кездейсоқ лазер мен бірінші ретті төмен шуыл LD гибридті айдау әдісі қолданылады. Эксперименттік нәтижелер 14(b) және (c) суретте көрсетілгендей ұзындығы 154,4 км BOTDA жүйесінің кеңістіктік рұқсаты 5 м және температура дәлдігі ±1,4 ℃ екенін көрсетеді. Сонымен қатар, діріл/бұзушылықты анықтау үшін фазаға сезімтал оптикалық уақыт доменінің рефлекторының (Φ-OTDR) зондтау қашықтығын ұлғайту үшін жоғары деңгейлі DFB-RFL DRA технологиясы қолданылды, бұл 175 км 25 м кеңістікте рекордтық зондтау қашықтығына қол жеткізді. рұқсат. 2019 жылы алдыңғы екінші ретті RFLA және кері үшінші ретті талшықты кездейсоқ лазерлік күшейтуді араластыру арқылы FU Y және т.б. ретрансляторсыз BOTDA зондтау диапазонын 175 км-ге дейін ұзартты. Біздің білуімізше, бұл жүйе осы уақытқа дейін хабарланған. Қайталағышсыз BOTDA ең ұзақ қашықтық және ең жоғары сапа коэффициенті (Еңбек белгісі, FoM). Бұл бірінші рет үшінші ретті талшықты кездейсоқ лазерлік күшейту таратылған оптикалық талшықты зондтау жүйесіне қолданылған. Бұл жүйенің жүзеге асырылуы жоғары ретті талшықты кездейсоқ лазерлік күшейту жоғары және тегіс кірісті бөлуді қамтамасыз ете алатынын және рұқсат етілген шу деңгейіне ие екенін растайды.