Verteilte Temperaturerfassung

Verteilte Temperaturerfassung ist die Verwendung eines ganzen Glasfaserkabels als Sensor zur Erfassung von Temperaturänderungen in Rohren, elektrischen Systemen, Stromkabeln usw. Die DTS-Technologie ist von besonderem Interesse für die Elektroindustrie, da diese Glasfasersensoren nicht von elektromagnetischen Wellen beeinflusst werden. Also, wie funktioniert diese Technologie? Wie spüren wir den Unterschied? Die einfache Antwort ist, dass wir ein Laserlicht in einer bestimmten Wellenlänge durch ein Glasfaserkabel senden und dann die Verschiebung der Wellenlänge des zurückgestreuten Laserlichts messen. Da sich durch die Temperaturänderung die Molekularstruktur des Glasfaserkabels ändert; Die Wellenlänge des reflektierten Lichts ist unterschiedlich.

Verteilte Temperaturerfassung

Was ist das Arbeitsprinzip hinter den Kulissen für die verteilte Temperaturerfassung? Ein kohärenter Laserpuls wird innerhalb des Kabels gesendet und dann sammelt der Detektor das reflektierte Licht. Glasfaserkabel bestehen im Allgemeinen aus Siliziumdioxid (SiO2), das in Form eines Kristalls vorliegt. Die Temperaturänderung in der Umgebung verändert die Struktur des Kristalls und wenn das Laserlicht auf diese Punkte trifft; das Laserlicht wird zurückgestreut; was als Raman-Streuung bezeichnet wird. Dieses gestreute Licht besteht eigentlich aus drei Teilen: dem Teil, der die gleiche Wellenlänge wie der ursprüngliche Laser hat, der als Rayleigh-Band bezeichnet wird. Dieses Band wird typischerweise für die verteilte akustische Erfassung (DAS) verwendet. Der zweite Teil ist die Brillouin-Streuung, die durch die Wechselwirkung von Laserlicht mit den akustischen Phononen in der Faser erzeugt wird. Dieser Teil wird für die verteilte Dehnungsmessung (DSS) verwendet. Der dritte Teil ist die Raman-Stokes- und Anti-Stokes-Verschiebung, die wir für die verteilte Temperaturerfassung verwenden. Das Verhältnis der Intensitäten der Stokes- und Anti-Stokes-Verschiebung ergibt die lokale Temperatur.