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分布式温度传感(DTS)系统

dts

光纤传感器技术

无论是DTS还是DAS系统 – 由控制器(频率发生器,激光源,光学模块,HF混频器,接收器和微处理器单元)和光纤作为线形温度传感器组成。

在高频(HF)调制器的帮助下,激光器的功率输出在测量时间间隔内从千赫兹范围内的起始频率开始通过高兆赫兹范围内的结束频率。产生的频移是对反射计的局部分辨率的直接测量。经调频的激光通过光学模块连接到光纤传感器。

连续反向散射的拉曼光在光学模块中被光谱过滤,并通过光电探测器转换成电信号。然后在低频光谱范围(LF范围)中放大和混合测量信号。平均LF信号的傅里叶变换导致两个拉曼反向散射曲线。这些反向散射曲线的幅度与观察位置的拉曼散射强度成比例。

分布式温度传感系统

分布式温度传感系统是长距离温度监测的理想选择。

分布式温度传感(DTS)系统可以监测长距离或大面积的温度,它可以沿着海底或地下电力电缆。DTS系统不使用无数个传统传感器,而是使用单股光纤作为传感器。

光纤跟随您的安装,为您提供连续温度曲线的优势,取代传统的单点电气温度测量。

它是如何工作的?

分布式温度传感系统利用光,更具体地拉曼效应,以测量温度。

在系统的一端,激光器将光脉冲发送到光纤并通过光纤。大家将这种光脉冲称为入射光。大部分光在光纤中传播,但是一小部分在光纤的每个点散射。

几乎所有散射光的波长都与入射光相同,称为瑞利散射。然而,少量散射光具有不同的波长 – 这称为拉曼效应。

拉曼效应受例如温度的影响。当温度沿光纤某处变化时,拉曼散射会发生变化。

如何确定温度和位置?

拉曼散射由斯托克斯和反斯托克斯散射组成。斯托克斯散射是比入射光更长波长的光,而反斯托克斯散射具有更短的波长。

虽然斯托克斯散射仅受温度的轻微影响,但反斯托克斯散射的强度随着温度的升高而增加。

如果温度在某个位置发生变化,DTS系统会计算出确切的温度??和位置。

通过测量斯托克斯和反斯托克斯强度之间的差异来确定温度。这是通过激光源中的定向耦合器完成的。

温度变化的位置通过测量散射返回源所需的时间来确定,使您能够精确定位变化的精确位置。

这听起来很复杂 – 而且确实如此。然而,DTS系统不是传统温度传感器的单温快照,而是以光速提供非常精确的全温度曲线!

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