重庆大学布式光纤测温系统
发表时间:2024年11月05日

重庆大学是国内首家开展分布式光纤传感机理研究的教育机构,其在分布式光纤测温系统(DTS)领域取得了显著的研究成果。以下是对重庆大学分布式光纤测温系统的详细介绍:

一、系统特点

  • 光源:重庆大学设计的分布式光纤测温系统采用的是脉冲驱动的大光腔(LOC)半导体激光器作为光源。这种光源具有稳定性好、输出功率高等优点,能够满足DTS系统对光源的高要求。

  • 光脉冲宽度:系统的输入光脉冲宽度为70ns,这一参数对于系统的空间分辨率和测量精度具有重要影响。

  • 重复频率:光脉冲的重复频率为8kHz,这意味着每秒可以发射8000个光脉冲,从而实现对光纤沿线温度的快速测量。

  • 传感光纤长度:系统的传感光纤测试长度为1km,但理论上可以扩展到更长的距离,以满足不同应用场景的需求。

  • 空间分辨率:在1km长的传感光纤上,系统实现了4m的空间分辨率。这意味着系统能够区分出光纤沿线每隔4m范围内的温度变化。

二、系统原理

重庆大学分布式光纤测温系统基于拉曼散射原理和光时域反射(OTDR)技术。当激光脉冲沿光纤传输时,会与光纤介质相互作用产生拉曼散射光。其中,反斯托克斯光(Anti-Stokes光)的强度与温度有关,通过测量反斯托克斯光和斯托克斯光(Stokes光)的强度比值,可以解调出温度信号。

三、系统应用

重庆大学的分布式光纤测温系统具有广泛的应用前景,可以应用于隧道、地铁、停车场、桥架、母线槽、变压器、油库、煤场、发电厂等需要温度监测的场景。系统能够实时监测光纤沿线的温度变化,及时发现并定位温度异常点,为安全生产和事故预防提供有力支持。

分布式光纤测温系统

四、系统优势

  • 实时监测:系统能够对待测区域进行7×24小时实时监控,确保温度数据的实时性和准确性。

  • 高精度:系统具有较高的温度分辨率和空间分辨率,能够精确测量光纤沿线的温度变化。

  • 长距离测量:系统能够支持较长的传感光纤长度,满足大规模温度监测的需求。

  • 抗电磁干扰:光纤作为传感器和传输介质,具有抗电磁干扰的能力,适用于各种复杂和危险的环境。

  • 本质安全:系统具有本质安全特性,如防爆、抗强电磁干扰、防雷击等,适用于易燃易爆区域和存在腐蚀、高温及强电磁干扰的恶劣环境。

综上,重庆大学的分布式光纤测温系统是一款性能优越、应用广泛的温度监测设备,能够为各个领域的安全生产和事故预防提供有力支持。