以光纖作為傳感器進(jìn)行溫度感知的光學(xué)儀器,該系統(tǒng)利用單根光纖同時(shí)實(shí)現(xiàn)溫度的監(jiān)測(cè)和信號(hào)的傳輸。
分布式光纖溫度傳感系統(tǒng)(DTS ,Distributed Temperature Sensor)是以光纖作為傳感器進(jìn)行溫度感知的光學(xué)儀器,該系統(tǒng)利用單根光纖同時(shí)實(shí)現(xiàn)溫度的監(jiān)測(cè)和信號(hào)的傳輸。它可以探測(cè)微小的溫度變化,實(shí)時(shí)提供準(zhǔn)確而連續(xù)的溫度數(shù)據(jù),可實(shí)現(xiàn)大范圍、長(zhǎng)距離的實(shí)時(shí)快速多點(diǎn)測(cè)量空間溫度分布。
分布式光纖溫度傳感系統(tǒng)(DTS)目前基本原理都是基于光纖的光時(shí)域反射(OTDR)原理和光纖的拉曼散射效應(yīng)。
光纖測(cè)溫的機(jī)理是依據(jù)后向拉曼(Raman)散射效應(yīng)。激光脈沖與光纖分子相互作用,發(fā)生多種散射,如瑞利散射、布里淵散射和拉曼散射等。(從理論上講,三種散射都可以作為參考信號(hào),用于測(cè)量溫度,但是經(jīng)過(guò)長(zhǎng)期研究發(fā)現(xiàn),由于瑞利散射的光強(qiáng)對(duì)光纖的損耗敏感性極為不穩(wěn)定,如果長(zhǎng)期使用瑞利散射光作為測(cè)溫系統(tǒng)的參考信號(hào),勢(shì)必將導(dǎo)致光纖的損耗特性發(fā)生不確定性的變化,系統(tǒng)穩(wěn)定性變差,最終有導(dǎo)致系統(tǒng)無(wú)法運(yùn)行的危險(xiǎn),因此在系統(tǒng)參考信號(hào)的選擇時(shí)選取對(duì)溫度變化最大的散射,即選取拉曼散射。)
其中拉曼散射是由于光纖分子的熱振動(dòng),它會(huì)產(chǎn)生一個(gè)比光源波長(zhǎng)長(zhǎng)的光——斯托克斯 (Stokes)光和一個(gè)比光源波長(zhǎng)短的光——反斯托克斯(Anti-Stokes)光。光纖受外部溫度的調(diào)制使光纖中的反斯托克斯(Anti-Stokes)光強(qiáng)發(fā)生變化,Anti-Stokes與Stokes的比值提供了溫度的絕對(duì)指示,利用這一原理實(shí)現(xiàn)對(duì)沿光纖溫度場(chǎng)的分布式測(cè)量,結(jié)合高品質(zhì)的脈沖光源和高速的信號(hào)采集與處理技術(shù),就可以得到沿光纖所有點(diǎn)的準(zhǔn)確溫度值。
1550nm納秒脈沖激光器DTS測(cè)溫系統(tǒng)專用
峰值功率30W,脈沖10ns
DTS用雙通道APD光電轉(zhuǎn)換模塊
波長(zhǎng)范圍:1000-1700nm
DTS專用采集卡
最高200MSps采樣率
百兆網(wǎng)口,TCP傳輸協(xié)議
DTS專用WDM耦合器
1x3 WDM 1450/1550/1660
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油氣田中得應(yīng)用。
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