隨著我國經濟的發展,電力系統正在朝著超高壓、大電網、大容量、自動化的方向發展,一旦發生事故便會對國民經濟造成巨大損失。分布式光纖測溫系統能夠實現多點、在線的分布式測量,實現了運行設備的實時在線監測,有效地解決了長期以來現場出現的高溫、燃燒、爆炸、火災等事故應急不備的問題。分布式光纖測溫系統多模感溫光纜作為線型傳感器,光纜內含2根光纖,一根光纜可以長至數公里,甚至數十公里,通過分析光纜內不同位置上的光散射信號得到相應的溫度信息。那么分布式光纖測溫系統的具體工作原理是怎么樣的呢,今天小編在這里為大家簡單講解:
1、分布式光纖測溫組成原理
分布式光纖測溫主機內部封裝光器件、激光器、數據處理等部分組成,主要用于整個系統的參數配置、信號采集、信號分析和分析結果輸出等功能。在電力系統中,這種光纖測溫技術在高壓電力電纜、電氣設備因接觸不良引起的發熱部位、電纜夾層、電纜通道、大型發電機定子、大型變壓器、鍋爐等設施的溫度定點傳感場合具有廣泛的應用前景。
2、光時域反射(OTDR)原理
當激光脈沖在光纖中傳輸時,由于光纖中存在折射率的微觀不均勻性,會產生散射。在時域里,入射光經后向散射返回到光纖入射端所需時間為t,激光脈沖在光纖中所走過的路程為2L,其中v為光在光纖中的傳播速度、C為真空中的光速,n為光纖折射率。在測得時刻t時,就可求得距光源L處的距離。
3、分布式光纖測溫的基本原理
分布式光纖測溫系統依據后向散射原理可以分為三種:基于瑞利散射、基于拉曼散射和基于布里淵散射。目前發展比較成熟,且有產品應用于工程的是基于拉曼散射的分布式光纖測溫系統。它的傳感原理主要依據的是光纖的光時域反射(OTDR)原理和光纖的后向拉曼散射溫度效應。
4、光纖的后向拉曼散射溫度效應
當一個激光脈沖從光纖的一端射入光纖時,這個光脈沖會沿著光纖向前傳播。由于光脈沖與光纖內部分子發生彈性碰撞和非彈性碰撞,故光脈沖在傳播中的每一點都會產生反射,反射中有一小部分的反射光,其方向正好與入射光的方向相反(亦可稱為后向)。這種后向反射光的強度與光線中的反射點的溫度有一定的相關關系。反射點的溫度(該點光纖所處的環境溫度)越高,反射光的強度也越大。利用這個現象,若能測出后向反射光的強度,就可以計算出反射點的溫度,這就是利用光纖測量溫度的基本原理。
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