坤驰科技光纤传感数据采集解决方案

光纤传感技术是以光纤为传感介质，通过检测光波参数变化来感知温度、应变、振动等物理量的监测手段。与传统电子传感器相比，它具有抗电磁干扰、耐腐蚀、适于长距离传输等优势，已广泛应用于电力、石油、安防和国防等领域。其中，分布式光纤传感技术将整条光纤变为一个连续的传感器。根据不同的监测需求，主要分为：DTS（分布式温度测量），用于温度场监测；DVS（分布式振动测量），用于振动感知与定位；以及DAS（分布式声波测量），可实现高灵敏度的声波信号采集。

坤驰科技基于高速数字化仪及其FPGA数据处理算法为光纤传感数据采集提供解决方案，帮助客户实现长距离、高分辨率的信号捕获与监测。

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（坤驰科技光纤传感数据采集解决方案视频）

分布式光纤传感系统构成

光纤感知

·光纤传感：在传感光纤上等间隔刻写光栅阵列，通过窄带光栅感知温度变化，宽带光栅感知振动变化，共同实现温振物理量到光信号的转换。

·光路系统：提供激光脉冲源，混合光路，完成光信号调制，负责发射光脉冲和接收光纤反射脉冲，并将反射光信号转换为电信号输出。

数据采集处理

·信号采集：接收光路系统输出的电信号，并进行高精度采集。

·信号解调：通过温度解调与IQ解调算法，分别解算波长变化（温度）与相位变化（振动）。

·上位机软件：提供人机交互界面，实现系统控制、数据展示与分析功能。

数据采集与处理解决方案

本方案以传感光纤结合坤驰科技高速采集设备（QT1146/QT2146），构建完整的分布式光纤传感监测系统，实现从信号采集到解调显示的全流程处理。

核心算法支持

·温度解调：通过FPGA实现温度解调算法，可直接处理并上传经降噪增强的传感数据，使客户能够从高信噪比信号中精准提取温度或应变信息，实现对分布式光纤传感数据的实时采集与处理。

·振动解调（IQ解调）：通过FPGA实现振动解调算法，可直接上传幅度相位解调数据，以便客户通过解调相位检测振动，对分布式光纤传感数据进行实时采集。

·累加平均算法：累加/平均模块-AVG，通过多次触发采集模式，分段累加或平均周期信号，能将高斯分布的噪声逐渐减小，显著提高待测信号的信噪比，增加分辨率和动态范围。该模块由FPGA逻辑实时处理，不占用上位机CPU资源。

原始信号

累加信号

累加平均信号

硬件支持

坤驰科技高速数字化仪提供高速度、高精度采样能力，支持光纤传感系统中的微弱信号采集与实时处理。

QT1146

QT2146

软件平台支持

· 支持解调后光谱图显示、分析；

· 集成数据显示、瞬态记录、存储数据和控制指令下发等功能；

· 提供C/C++, Python, C#, MATLAB, LabVIEW等多种语言的开发包与二次开发接口。

展望未来

坤驰科技深耕数据采集领域多年，高速数字化仪搭配基于FPGA的实时算法：温度解调、振动解调，成功助力光纤传感领域客户实现长距离、高精度、高灵敏度信号监测；同时，基于FPGA的累加平均算法提升了信号的信噪比，提高了光纤传感信号监测的灵敏度。

未来，我们将持续跟进光纤传感领域客户需求，为我国电力、石油、化工、建筑、交通、医疗等领域的智能监测升级，提供更加先进、可靠的国产化技术支撑。