定向耦合器耦合到接收通道
发布时间:2020/8/20 22:39:38 访问次数:972
温度场测量系统的工作过程如下:在计算机和数据采集电路的控制下,脉冲激光器发出光脉冲信号,光脉冲信号通过光纤放大器放大后经定向耦合器耦合到传感光纤中,传感光纤则置身于重质油温度场中。在传感光纤中传播的光脉冲,其传播过程中各点位置上引发的散射光(拉曼散射光中的斯托克斯和反斯托克斯)中的后向散射部分再次经过光纤传输通道进入定向耦合器耦合到接收通道。通过光学滤波后,滤掉能量相对较强的瑞利后向散射光,分离出载有温度信息的反斯托克斯光和斯托克斯光,分别送光电检测器进行光电信号的转换。再经过放大后,送到数据采集与处理电路进行A/D转换及信号的相关处理,并将处理后的信息送入计算机进行分析处理和显示.
脉冲光源选用国产大光腔大功率半导体激光器,入纤峰值功率达110 W,脉冲宽度为50 ns,中心波长为1 550 nm,偏移量小于2 nm;耦合器分光比是50:38:12,目的是减少光损耗;滤波器采用镀膜光学滤波片,并多片叠加使用以降低泵浦光的干扰,滤波器的波长偏移量小于5 nm;光电检测器要求带宽为80 MHz,选用C30902E/C30724E;放大器必须是高增益、宽带、低噪声的放大器,选用轨到轨运放AD8552;光纤传感器是由线性分布光纤温度传感器和分布光纤点式绕组温度传感器组成;数据采集电路的A/D转换器采用高速8位A/D转换器AD9048来实现,采样速率为35MSPS。
自行设计的温度场测量系统进行温度标定后,在对重质油热采时的温度场进行时,将光纤分布在隔热管内,可实现长度约为1 400 m的温度场测量。经过验证发现,该温度场测量系统设计方法独特,系统的空间分辨率达到了1 m,测温达到了O.5℃,可以满足重质油热采时的温度场测量的要求。
分布式光纤测温系统作为一种目前正在兴起的测温领域的新技术,优势十分明显,不但在高尖领域得到应用,而且在传统的工业领域被迅速推广。该系统特别适用于对大面积、多点的连续实时性的温度场测量要求,完全可以凭借其独特的材料及形态上的优点去取代大部分传统的测温系统。我国石油行业对于分布式光纤测温系统的使用和研发正处于起步阶段,随着制作技术的日益成熟和器件性能的不断提高,分布式光纤测温系统必将在石油开采等领域中得到更为广泛的应用。
(素材来源:eccn和21ic.如涉版权请联系删除。特别感谢)
温度场测量系统的工作过程如下:在计算机和数据采集电路的控制下,脉冲激光器发出光脉冲信号,光脉冲信号通过光纤放大器放大后经定向耦合器耦合到传感光纤中,传感光纤则置身于重质油温度场中。在传感光纤中传播的光脉冲,其传播过程中各点位置上引发的散射光(拉曼散射光中的斯托克斯和反斯托克斯)中的后向散射部分再次经过光纤传输通道进入定向耦合器耦合到接收通道。通过光学滤波后,滤掉能量相对较强的瑞利后向散射光,分离出载有温度信息的反斯托克斯光和斯托克斯光,分别送光电检测器进行光电信号的转换。再经过放大后,送到数据采集与处理电路进行A/D转换及信号的相关处理,并将处理后的信息送入计算机进行分析处理和显示.
脉冲光源选用国产大光腔大功率半导体激光器,入纤峰值功率达110 W,脉冲宽度为50 ns,中心波长为1 550 nm,偏移量小于2 nm;耦合器分光比是50:38:12,目的是减少光损耗;滤波器采用镀膜光学滤波片,并多片叠加使用以降低泵浦光的干扰,滤波器的波长偏移量小于5 nm;光电检测器要求带宽为80 MHz,选用C30902E/C30724E;放大器必须是高增益、宽带、低噪声的放大器,选用轨到轨运放AD8552;光纤传感器是由线性分布光纤温度传感器和分布光纤点式绕组温度传感器组成;数据采集电路的A/D转换器采用高速8位A/D转换器AD9048来实现,采样速率为35MSPS。
自行设计的温度场测量系统进行温度标定后,在对重质油热采时的温度场进行时,将光纤分布在隔热管内,可实现长度约为1 400 m的温度场测量。经过验证发现,该温度场测量系统设计方法独特,系统的空间分辨率达到了1 m,测温达到了O.5℃,可以满足重质油热采时的温度场测量的要求。
分布式光纤测温系统作为一种目前正在兴起的测温领域的新技术,优势十分明显,不但在高尖领域得到应用,而且在传统的工业领域被迅速推广。该系统特别适用于对大面积、多点的连续实时性的温度场测量要求,完全可以凭借其独特的材料及形态上的优点去取代大部分传统的测温系统。我国石油行业对于分布式光纤测温系统的使用和研发正处于起步阶段,随着制作技术的日益成熟和器件性能的不断提高,分布式光纤测温系统必将在石油开采等领域中得到更为广泛的应用。
(素材来源:eccn和21ic.如涉版权请联系删除。特别感谢)
上一篇:脉冲激光器的主要作用
上一篇:动态性网络无线传感器