|
|||||||||||||||||||||||||||||||
工作原理
光纖測溫的原理是依據(jù)后向喇曼（Raman）散射效應。激光脈沖與光纖分子相互作用, 發(fā)生散射。散射有多種，其中喇曼散射是由于光纖分子的熱振動，它會產(chǎn)生一個比光源波長長的光，稱斯托克斯（Stokes）光，和一個比光源波長短的光，稱為反斯托克斯（Anti-Stokes）光。反斯托克斯光信號的強度與溫度有關，斯托克斯光信號與溫度無關。從光波導內(nèi)任何一點的反斯托克斯光信號和斯托克斯光信號強度的比例中，可以得到該點的溫度。利用光時域反射技術（OTDR）技術通過光纖中光波的傳輸速度和背向光回波的時間對這些溫度點進行定位。利用這一原理可以實現(xiàn)對沿光纖溫度場的分布式測量。
探測光纜的應用
廣泛應用在橋梁、大壩、海洋石油平臺、輸油輸氣管道等大型結構及建筑，以及電力、軍工、消防、礦業(yè)、航空航天等領域大型設施或設備的準分布式精確測溫。 適用于大空間場所的溫度監(jiān)控和火情監(jiān)測，如地鐵、公路隧道、電纜溝、倉庫等場所。可用于實時溫度監(jiān)控、空間溫度場分布的實時監(jiān)測、報警。 地下水、地熱井水位和溫度的監(jiān)測；采礦場、廢料（物）處理場溫度和滲漏的監(jiān)測；污水處理廠滲漏的探測；生產(chǎn)過程的溫度監(jiān)控。
探測光纜的特點
· 檢測點連續(xù)，可以全面檢測被監(jiān)視對象的各點情況。檢測范圍大；
· 不怕干擾，不怕高壓，沒有擊穿、燒毀等擔心；
· 抗射頻和電磁干擾、防燃、防爆、抗腐蝕、耐高壓和強電磁場、耐輻射，能在各種有害的環(huán)境中工作；
· 安裝非常簡單，可應用的安裝場合多且能長期使用。
探測光纜常規(guī)結構類型
1、 普通型
· 適用溫度范圍-40℃～+85℃，短期可達到100℃；
· 抗側(cè)壓性能良好，光纖受到良好保護，不易損壞，抗拉力在1kN以上；
· 該結構已經(jīng)廣泛應用于各種電壓等級的電力電纜溫度監(jiān)測。
2、 耐高溫型
· 適用溫度范圍100℃-700℃之間，適用于長期高溫環(huán)境下的溫度監(jiān)測。
3、 耐高溫加強型
· 機械性能非常優(yōu)越，抗拉力可達20kN以上，全金屬結構，抗側(cè)壓性能優(yōu)良；
· 耐高溫可達700℃以上，適合在對測溫光纜機械性能要求高的環(huán)境下對超高溫度載體進行持續(xù)測溫。
探測光纜的安裝
· 管狀被測溫對象（如電纜、管道、隧道等）：直接把光纖鋪設在被測對象的外表面，并加以固定，有條件的地方，可將光纖嵌入到測溫對象的保護套內(nèi)，實現(xiàn)一體化；
· 面狀被測溫對象（如油罐、鍋爐等）：可依照其外部形狀和定位要求把光纖緊貼其表面并加以固定，或?qū)⒐饫w裝入套管直接埋入其結構內(nèi)部；
· 立體被測溫對象（如倉庫、發(fā)電機定子等）：可把測溫光纖立體地吊裝在倉庫的不同位置，或把光纖嵌入發(fā)電機定子的線槽內(nèi)；
· 需要更大范圍測溫的場合：可選用光纖切換模塊，用一臺主機實現(xiàn)多路測溫光纖的巡檢。
探測光纜的一些實際應用
電力裝置的溫度監(jiān)測報警
系統(tǒng)適合于高壓輸配電電纜、動力電纜、電纜溝槽和電力設備等電力裝置的溫度監(jiān)控場合。 高壓電纜等因其載流量過大或過載等原因?qū)е逻^熱，尤其是電纜的連接處，更易發(fā)熱，影響電纜等的壽命，甚至產(chǎn)生短路、火災、爆炸等事故，給企業(yè)帶來巨大的損失。 探測光纜鋪設在待測的高壓電纜上，即可實時監(jiān)測由探測光纜所覆蓋的高壓電纜的溫度分布情況及溫度變化趨勢。如果把高壓電纜劃分為若干區(qū)域，可按要求分別進行監(jiān)控，分段設置預警溫度、報警溫度、升溫速率和溫差報警等功能。分布式光纖監(jiān)測報警系統(tǒng)為高壓電纜等電力裝置的溫度監(jiān)控、報警、分析、管理、采取預防措施。
油、氣貯罐的溫度監(jiān)測報警
油、天然氣貯罐溫度升高、導致罐內(nèi)壓力的上升，發(fā)展下去將會導致嚴重的后果，因此能及時了解油、氣貯罐的溫度并采取措施是非常重要的，該監(jiān)測報警系統(tǒng)為此創(chuàng)造了良好條件。 把探測光纜油、氣貯罐的外表面和罐頂上，該監(jiān)測系統(tǒng)就可以監(jiān)測整個貯罐的溫度分布情況和和變化趨勢，當溫度達到報警條件時，系統(tǒng)就輸出報警信號。
優(yōu)點：
· 實時監(jiān)測，提供整個油氣罐的溫度分析；
· 可設置定溫報警，差溫報警和溫度速率報警；
· 探測光纜不帶電，防腐蝕，能在有害環(huán)境中安全工作；
· 安裝方便，一條光纜可同時測量數(shù)十個油、氣罐；
· 通過合理的鋪設，同時還可測量油、氣罐的泄露。
油、氣井的探測
地下的油井、氣井需要監(jiān)測它整個深井垂直的溫度分布鞋溫度分布變化情況；地下洞穴也可以用來存儲石油和天然氣，也需要監(jiān)測其溫度分布的壓力分布、并了解液氣界面、存儲能力、泄漏等情況。用DTS系統(tǒng)來進行長期的溫度監(jiān)控是理想的選擇。
優(yōu)點：
· 可進行垂直溫度分布場的監(jiān)測；
· 高空間分辨率和定位精度；
· 溫度范圍：-50℃～350℃；壓力高達75Mpa；
· 監(jiān)測時不用，無爆炸危險；
· 傳感光纜抗腐蝕，使用壽命可長達30年；
· 監(jiān)測不影響存儲管理，并可通過網(wǎng)絡實現(xiàn)長期在線監(jiān)控。
