Распределённая оптоволоконная система мониторинга: платформа X5B

Общее описание

Наша компания разработала аппаратную платформу X5B для построения семейства распределённых оптоволоконных систем мониторинга. Платформа позволяет отслеживать:

  • вибрации
  • акустические сигналы
  • температуру
  • механические напряжения

 

Основные особенности платформы

X5B — это блок оптоволоконного датчика с первичной обработкой сигнала и фильтрацией шумов и помех. Данные с датчика передаются на сервер по каналу 1 G Ethernet.

Модификации платформы:

X5B‑DVS — распределённый оптоволоконный регистратор вибраций
X5B‑DAS — регистратор акустических воздействий
X5B‑DTS — регистратор температуры

 

Ключевые преимущества перед аналогами:

низкий уровень собственных шумов
компактные габариты (19′′ 1U)
малое энергопотребление
высокая чувствительность
возможность работы регистратора DTS со стандартным одномодовым волокном

Платформа полностью разработана и производится в России. Завершены разработка и первичные испытания; доступна поставка под заказ.

 

Преимущества оптоволоконных систем перед датчиками других типов

Распределённые оптоволоконные системы мониторинга выделяются следующими характеристиками:

высокая чувствительность
пространственное разрешение до 0,1 м
возможность классификации регистрируемых событий
нечувствительность к погодным условиям и времени суток
устойчивость к электромагнитным полям и помехам
отсутствие электромагнитных излучений
высокая скрытность и защищённость от повреждений
надёжность и длительный срок службы
минимальные требования к техобслуживанию
простота развёртывания
лёгкая интеграция с системами обработки и управления
низкая стоимость за метр контролируемого участка

 

Принцип действия

Регистратор представляет собой фазочувствительный оптический рефлектометр.
Рабочий процесс:
Узкополосный лазер (λ=1550 нм) генерирует излучение.
Оптический модулятор формирует световые импульсы:
длительность: 100−400 нс
мощность: сотни милливатт
Импульсы посылаются в оптоволоконный кабель‑датчик (обычно используется стандартный телекоммуникационный кабель с одномодовым волокном – например, SMF‑28).

Рассеянный от микроскопических неоднородностей волокна свет (обратное рэлеевское рассеяние) формирует рефлектограмму, где каждая точка соответствует определённому участку волокна.
При механическом воздействии на волокно рефлектограмма в этом месте изменяется — это фиксируется системой.

 

Общие технические характеристики платформы X5B
Технические параметры соответствуют лучшим современным аналогам, включая зарубежные.

Базовый блок (регистратор):

интерфейс передачи данных: 1 G Ethernet
опция встроенного лазера накачки для внешнего оптического усилителя
опция встроенного оптического коммутатора для резервного оптоволоконного кабеля‑датчика
пылезащищённый корпус 19′′ 1U (размеры: 483×375×44 мм)
горячая замена преобразователей питания и блока вентиляторов
питание:
от сети переменного тока 220 В
от сети постоянного тока 9−72 В
потребление: 20−120 Вт (зависит от модификации)
рабочая температура: 0…+40 C
влажность: до 95%
малая чувствительность к перепадам температуры и вибрациям
встроенное ПО собственной разработки
операционная система Linux с открытым кодом

Модификации платформы

X5B‑DVS (Distributed Vibration Sensor) — регистратор вибраций

Функции:

  • подавление шумов и помех первичного сигнала
  • обнаружение событий
  • передача данных в реальном времени для отображения и дальнейшей обработки
  • контроль исправности оптического кабеля‑датчика (в режиме оптического рефлектометра, без отключения от устройства)

 

Технические характеристики:

дальность обнаружения: 25 км или 18 км
пространственное разрешение: 10 м или 3 м (соответственно)
скорость выходного потока данных: до 600 Мбит/сек
потребляемая мощность: 20 Вт
корпус без вентиляционных отверстий
установочный размер: 19′′ 1U

 

X5B‑DAS (Distributed Acoustic Sensor) — акустический регистратор

Функции:

  • считывание и прослушивание акустических воздействий на оптический кабель‑датчик с малыми искажениями.

 

Технические характеристики:

максимальная длина кабеля‑датчика: до 12 км (без внешних оптических усилителей)
пространственное разрешение: 18 м
верхняя граница диапазона воспроизводимых частот: 400 Гц−10 кГц (зависит от длины)
потребляемая мощность: 20 Вт
корпус без вентиляционных отверстий
установочный размер: 19′′ 1U