分布式光纤温度监测(DTS)和分布式光纤声音监测DAS

分布式光纤传感器的类型有哪些

在光纤温度、应变测量领域,光纤布里渊光时域分析仪(BOTDA)、光纤布里渊光时域反射仪(BOTDR)、拉曼光纤传感器(DTS)是三种主要的分布式光纤传感器,三者各有优缺点和实现的技术方案。

分布式光纤传感技术作为新型传感器,具有大容量、长距离、高精度、抗干扰等先天优势,近年来发展迅速。其中,分布式光纤温度传感系统(DTS)是商用化最成功的代表,它是基于温度敏感效应(温度差异)实现对线性资产(如电缆、隧道、管道)的分布式监测,在火灾监测、高温液体泄漏和高压气体泄漏等应用场景发挥作用。

分布式光纤温度传感器是先进的温度传感器,利用拉曼散射效应和 OTDR 技术实现对敏感光纤所处温度场的分布式测量,具有灵敏度高、抗电磁干扰、本质安全、重量轻、寿命长、可靠性高等优点,可以广泛应用于电力电缆、地铁隧道、煤矿巷道、石油储罐、大型建筑结构的温度监控和火灾报警。

隧道光纤测温

随着分布式光纤温度监测(DTS)和分布式光纤声音监测(DAS)技术的发展,为各个方面不同环境下的分布式实时监测提供了一种重要手段。DTS技术的主要原理是利用光纤的反射原理和光纤的反向Roman散射的温度敏感性,依靠光在光纤中传播时与光纤介质周围温度变化的定量关系来确定光纤介质所在位置处的温度。DAS技术的主要原理是利用相干光时域反射测量的原理,将相干短脉冲激光注入到光纤中,当有外界振动作用于光纤上时,由于弹光效应,会微小地改变纤芯内部结构,从而导致背向瑞利散射信号的变化,使得接收到的反射光强发生变化,通过检测井下事件前后的瑞利散射光信号的强度变化,即可探测并精确定位正在发生的井下流体流动事件,从而实现井下生产动态的实时监测。由于光纤具有抗电磁干扰、耐腐蚀、实时性好等特点,使得其在井下生产动态实时监测方面具有更大的优越性。

当供热管道的管壁变薄、接头断裂或保温层损坏后,会使得局部管段的温度异常,感温光纤及DTS传感器能及时捕获这些异常,并在温度分布曲线上显示出来。通过设置在远程监控终端的可以分析与提取出异常点的位置及温度偏差,实现报警功能。当管道附近出现人工 / 机械挖掘、垂直及水平机械钻孔、大型车辆或机械设备在管道上方经过等有可能导致破坏的机械挖掘等事件发生时,地表受到一个瞬时的激励,产生地震波并向远处传播,震动信号随传播到达管道附近的振动监测光纤,通过 DAS 传感器实时监测这些振动信号并通过对信号的分析进行选择报警,并且精确定位事件源位置。

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