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G. Bolognini 1 , F. Di Pasquale 1 , J. Park 2 , P. Kim 2 , D. Lee 2 , and N. Park 2

Sensori distribuiti di temperatura a basso costo ed alte prestazioni basati su effetto Raman ed OTDR codificato. G. Bolognini 1 , F. Di Pasquale 1 , J. Park 2 , P. Kim 2 , D. Lee 2 , and N. Park 2 Scuola Superiore Sant’Anna, Pisa Seoul National University email: fabrizio.dipasquale@cnit.it.

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Presentation Transcript

  1. Sensori distribuiti di temperatura a basso costo ed alte prestazioni basati su effetto Raman ed OTDR codificato • G. Bolognini1, F. Di Pasquale1 , J. Park2, P. Kim2, D. Lee2, and N. Park2 • Scuola Superiore Sant’Anna, Pisa • Seoul National University • email: fabrizio.dipasquale@cnit.it

  2. Introduzione Sensori di Temperatura Distribuiti (DTS) basati su: Raman, Brillouin + OTDR (OTDR: Optical Time Domain Reflectometer) Raman DTS: + T sensitive, - backscattered power, + PIN (~1 W) Brillouin DTS: - T sensitive, + backscattered power, + PIN, + complex detection OTDR codificato migliora SNR al ricevitore (+ resoluzione, + sensitivity, - potenza) Idea chiave : Utilizzare codoci Simplex in Raman DTS  riduzione della PIN  migliori prestazioni a costo inferiore • Sviluppo di sensori di temperatura distribuiti basati su effetto Raman in fibra ottica ed OTDR codificato

  3. Schema del sensore FP-LD OUTPUT CODIFICATO • Scheda per ODTR standard e codificato (Codici Simplex) • Laser FP-LD (10 nm FWHM), potenza di picco: 80 mW • Singoli impulsi OTDR da 100 ns • 31.7 km standard SSMF, 1.7 Km SSMF (entro camera climatica) • BPF selezionano Anti-Stokes e backscatting della pompa

  4. Tracce ODTR OTDR CONVENZIONALE TRACCIA OTDR DELLA POMPA (BACKSCATTERING) • No temperature dependence • ~ 40 dB below input peak power • 180000 avg no.

  5. Tracce ODTR TRACE OTDR POTENZA DI ANTI-STOKES RAMAN OTDR CODIFICATO OTDR CONVENZIONALE • traccia mediata • 180000 medie • traccia decodificata • 2857 medie per singolo codice • 180000 medie (in totale) • Forte dipendenza dalla temperatura • traccia ~30 dB sotto il backscattering della pompa • Miglioramento SNR con codici (stesso n. di medie)

  6. Distribuzione di Temperatura • Analisi delle tracce R(T)=PAS/ PS: • In intensity ratio, SNR limitation come from Anti-Stokes trace Spool B Risoluzione in T: 2 K con OTDR codificato, 10 K con OTDR convenzionale

  7. Risoluzione in Temperatura (rms) • La risoluzione in T utilizzando RMS delle variazioni di intensità RISOLUZIONE IN TEMPERATURA (RMS) Risoluzione 5 K 5 Km con OTDR convenzionale, 17 km con codici Simplex

  8. E-mail: fabrizio.dipasquale@cnit.it

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