Методы измерения обратного рэлеевского рассеяния

Псевдослучайное кодирование в OTDR. Применяются методы корреляции в сочетании с псевдослучайной последовательностью входных импульсов.

По сравнению с обычной OTDR использование каждого из этих методов обеспечивает некоторое улучшение характеристик, таких как чувствительность, динамический диапазон или пространственное разрешение.

Методы измерения обратного рэлеевского рассеяния.

В распределенных датчиках с оптическим волокном в качестве чувствительного элемента, основанных на рэлеевском обратном рассеянии, для измерений используется или зависимость потерь от измеряемой величины a(z), или механизмы рассеяния r(z) на одном отрезке оптического волокна, образующем протяженный датчик. Чувствительность волокна к определенной измеряемой величине, например, такой как температура, может быть увеличена. Опрос элементов такого протяженного датчика с помощью методов OTDR позволяет на основе выходной информации определять пространственные колебания измеряемой величины и таким образом получать распределение измеряемой величины по длине волокна с точностью, допускаемой пространственным разрешением OTDR. Представлены основные механизмы, которые могут быть использованы в распределенных датчиках с оптическим волокном в качестве чувствительного элемента, основанных на рэлеевском обратном рассеянии. Самый распространенный вид распределенных датчиков с оптическим волокном в качестве чувствительного элемента основывается на регистрации областей, в которых локализованы избыточные потери, вызванные, например, микроизгибами. В случае потерь, зависящих от измеряемой величины, локальный участок с увеличенными потерями (Да), обусловленными воздействием на волокно измеряемой величины (напряжения, температуры, внешнего показателя преломления и т. д.), вызывает

image120

Изменения наклона графика зависимости регистрируемого сигнала обратного рассеяния от времени задержки (кривая OTDR) при задержке времени, соответствующей пространственному положению возмущения.

Поляризационная оптическая рефлектометрия временной области (POTDR) — это вариант OTDR, который впервые был предложен именно для использования в измерительных системах. При этом как функция времени регистрируется состояние поляризации рэлеевского обратного рассеяния в одномодовом волокне. Характеристики двулучепреломления одномодового волокна чувствительны к множеству измеряемых величин, таких как напряжение, давление, электрическое и магнитное поля. Следовательно, состояние поляризации обратного рассеяния изменяется в зависимости от расстояния z вдоль волокна. Такая разновидность метода OTDR предложена для распределенного мониторирования электрических (электрооптический эффект Керра) или магнитных полей (магнитооптический эффект Фарадея).

См. также:  Смещение частоты