分布式光纖傳感器的類型有哪些

在光纖溫度、應(yīng)變測(cè)量領(lǐng)域,，光纖布里淵光時(shí)域分析儀(BOTDA),、光纖布里淵光時(shí)域反射儀(BOTDR),、拉曼光纖傳感器(DTS)是三種主要的分布式光纖傳感器，三者各有優(yōu)缺點(diǎn)和實(shí)現(xiàn)的技術(shù)方案,。

分布式光纖傳感技術(shù)作為新型傳感器,，具有大容量、長(zhǎng)距離,、高精度,、抗干擾等先天優(yōu)勢(shì)，近年來發(fā)展迅速,。其中,，分布式光纖溫度傳感系統(tǒng)(DTS)是商用化最成功的代表，它是基于溫度敏感效應(yīng)(溫度差異)實(shí)現(xiàn)對(duì)線性資產(chǎn)(如電纜,、隧道,、管道)的分布式監(jiān)測(cè)，在火災(zāi)監(jiān)測(cè),、高溫液體泄漏和高壓氣體泄漏等應(yīng)用場(chǎng)景發(fā)揮作用,。

分布式光纖溫度傳感器是先進(jìn)的溫度傳感器，利用拉曼散射效應(yīng)和 OTDR 技術(shù)實(shí)現(xiàn)對(duì)敏感光纖所處溫度場(chǎng)的分布式測(cè)量,，具有靈敏度高,、抗電磁干擾、本質(zhì)安全,、重量輕,、壽命長(zhǎng)、可靠性高等優(yōu)點(diǎn),，可以廣泛應(yīng)用于電力電纜,、地鐵隧道、煤礦巷道,、石油儲(chǔ)罐,、大型建筑結(jié)構(gòu)的溫度監(jiān)控和火災(zāi)報(bào)警。

隨著分布式光纖溫度監(jiān)測(cè)(DTS)和分布式光纖聲音監(jiān)測(cè)(DAS)技術(shù)的發(fā)展,，為各個(gè)方面不同環(huán)境下的分布式實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)提供了一種重要手段,。DTS技術(shù)的主要原理是利用光纖的反射原理和光纖的反向Roman散射的溫度敏感性，依靠光在光纖中傳播時(shí)與光纖介質(zhì)周圍溫度變化的定量關(guān)系來確定光纖介質(zhì)所在位置處的溫度。DAS技術(shù)的主要原理是利用相干光時(shí)域反射測(cè)量的原理,，將相干短脈沖激光注入到光纖中,，當(dāng)有外界振動(dòng)作用于光纖上時(shí)，由于彈光效應(yīng),，會(huì)微小地改變纖芯內(nèi)部結(jié)構(gòu),，從而導(dǎo)致背向瑞利散射信號(hào)的變化，使得接收到的反射光強(qiáng)發(fā)生變化,，通過檢測(cè)井下事件前后的瑞利散射光信號(hào)的強(qiáng)度變化,，即可探測(cè)并精確定位正在發(fā)生的井下流體流動(dòng)事件，從而實(shí)現(xiàn)井下生產(chǎn)動(dòng)態(tài)的實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè),。由于光纖具有抗電磁干擾,、耐腐蝕、實(shí)時(shí)性好等特點(diǎn),，使得其在井下生產(chǎn)動(dòng)態(tài)實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)方面具有更大的優(yōu)越性,。

當(dāng)供熱管道的管壁變薄、接頭斷裂或保溫層損壞后,，會(huì)使得局部管段的溫度異常,，感溫光纖及DTS傳感器能及時(shí)捕獲這些異常，并在溫度分布曲線上顯示出來,。通過設(shè)置在遠(yuǎn)程監(jiān)控終端的可以分析與提取出異常點(diǎn)的位置及溫度偏差,，實(shí)現(xiàn)報(bào)警功能。當(dāng)管道附近出現(xiàn)人工 / 機(jī)械挖掘,、垂直及水平機(jī)械鉆孔,、大型車輛或機(jī)械設(shè)備在管道上方經(jīng)過等有可能導(dǎo)致破壞的機(jī)械挖掘等事件發(fā)生時(shí)，地表受到一個(gè)瞬時(shí)的激勵(lì),，產(chǎn)生地震波并向遠(yuǎn)處傳播,，震動(dòng)信號(hào)隨傳播到達(dá)管道附近的振動(dòng)監(jiān)測(cè)光纖，通過 DAS 傳感器實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)這些振動(dòng)信號(hào)并通過對(duì)信號(hào)的分析進(jìn)行選擇報(bào)警,，并且精確定位事件源位置,。