分布式光纤传感数据采集系统设计

doi:10.3976/j.issn.1002-4026.2017.06.011

山东科学 ›› 2017, Vol. 30 ›› Issue (6): 65-70.doi: 10.3976/j.issn.1002-4026.2017.06.011

分布式光纤传感数据采集系统设计

南钢洋，王启武，孙继华，郭锐，张振振，巨阳

山东省科学院激光研究所，山东济南 250103

收稿日期:2017-06-12 出版日期:2017-12-20 发布日期:2017-12-20
作者简介:南钢洋（1984—），男，助理研究员，研究方向为信号处理技术。
基金资助:
山东省自然科学基金（ZR2016FB26）；山东省重点研发计划（2016GGX101026）

Design of data acquisition system for distributed optical fiber sensor

NAN Gang-yang, WAN Qi-wu, SUN Ji-hua，GUO Rui, ZHANG Zhen-zhen, JU Yang

Laser Research Institute，Shandong Academy of Sciences, Jinan 250103, China

Received:2017-06-12 Online:2017-12-20 Published:2017-12-20

摘要/Abstract

摘要：

基于拉曼散射温度效应和光时域反射技术，设计了100 MHz高速数据采集系统SDLaser_DAQ600，实现对空间环境温度场测量。在数据采集系统中利用现场可编程逻辑门阵列(FPGA)，采用实时累加平均算法对原始光纤传感信号进行累加平均，支持10 km光纤实时采样，空间分辨率达到1 m。实验结果表明，65 536次数据累加平均可以得到平滑的斯托克斯和反斯托克斯曲线，使光纤传感信号的信噪比提高到90 dB以上，能够为分布式温度测量提供良好的数据支持。

关键词: 数据采集, 光纤传感, 拉曼散射

Abstract:

Based on the Raman scattering temperature effect and the optical time domain reflection technology, a 100 MHz highspeed data acquisition system SDLaser_DAQ600 was developed to measure the temperature field of space environment. In the data acquisition system, using real time averaging algorithm in the FPGA, DAQ600 has realized 65 536 times cumulative averaging for original fiber sensor signals, which supported realtime sampling of 10 km length fiber with 1 m spatial resolution.The experimental results show that, signaltonoise ratio for optical fiber sensing can be increased to more than 90 dB through the 65 536 times cumulative averaging. Finally, smooth curves of Stokes and antiStokes have been obtained, which could provide proper data support for distributed temperature system measurement.

Key words: optical fiber sensor, data acquisition, Raman scattering

中图分类号:

TP274⁺.2

南钢洋，王启武，孙继华，郭锐，张振振，巨阳. 分布式光纤传感数据采集系统设计[J]. 山东科学, 2017, 30(6): 65-70.

NAN Gang-yang, WAN Qi-wu, SUN Ji-hua，GUO Rui, ZHANG Zhen-zhen, JU Yang. Design of data acquisition system for distributed optical fiber sensor[J]. SHANDONG SCIENCE, 2017, 30(6): 65-70.

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