Detección de temperatura de fibra óptica distribuida (GTp) – Una guía completa

Detección de temperatura de fibra óptica distribuida (GTp) es una tecnología revolucionaria que transforma una fibra óptica estándar en un sensor de temperatura continuo. A diferencia de los sensores puntuales tradicionales que miden la temperatura en ubicaciones discretas, DTS proporciona un perfil de temperatura completo a lo largo de toda la longitud de la fibra, que puede abarcar decenas o incluso cientos de kilómetros. Esta capacidad hace que DTS sea una herramienta invaluable para monitorear la temperatura en una amplia gama de aplicaciones donde, Los datos en tiempo real son cruciales. Este artículo profundiza en los principios, Ventajas, Aplicaciones, y las diferentes tecnologías detrás de DTS.

Qué es Detección de temperatura de fibra óptica distribuida (GTp)?

Detección de temperatura de fibra óptica distribuida (GTp) es una tecnología que utiliza una fibra óptica como sensor de temperatura continua. Se lanza un pulso de luz en la fibra, y se analiza la luz retrodispersada. Las características de esta luz retrodispersada (intensidad, frecuencia, o fase) Cambio con la temperatura, permitiendo la sistema para determinar la temperatura en cualquier punto a lo largo de la fibra. Esto proporciona un perfil de temperatura en tiempo real, Girando de manera efectiva el fibra en miles de sensores de temperatura individuales.

¿Cómo funciona DTS??

Los sistemas DTS se basan en el principio de óptica Reflectometría en el dominio del tiempo (OTDR) y el análisis de la luz retrodispersada. Se utilizan diferentes tipos de dispersión, dando lugar a diferentes tecnologías DTS:

Reflectometría óptica en el dominio del tiempo (OTDR)

El OTDR es una técnica fundamental utilizada en la DTS. Un breve pulso de La luz se envía a través de la fibra óptica. A medida que la luz viaja, Una pequeña porción se dispersa hacia la fuente debido a las imperfecciones de la fibra y a las interacciones con el material de la fibra. Midiendo el tiempo que tarda en volver la luz retrodispersada, el El sistema puede determinar la ubicación a lo largo de la fibra donde se produjo la dispersión. La intensidad y otras características de la luz retrodispersada proporcionan información sobre la temperatura en ese lugar.

Dispersión Raman

Dispersión Raman implica la interacción de la luz con las vibraciones moleculares en la fibra. Cuando la luz se dispersa, Puede ganar o perder energía, lo que resulta en un cambio en su longitud de onda. La luz retrodispersada contiene dos componentes: Stokes (Menor energía, Longitud de onda más larga) y anti-Stokes (Mayor energía, Longitud de onda más corta). La *relación de intensidad* de los componentes Stokes y anti-Stokes está directamente relacionada con la temperatura. Raman DTS se utiliza normalmente para distancias más cortas (hasta unas pocas decenas de kilómetros) y ofrece buena resolución y precisión de temperatura.

Dispersión de Brillouin

Dispersión de Brillouin implica la interacción de la luz con las ondas acústicas (Phonons) en la fibra. Esta interacción también da lugar a un cambio de frecuencia de la luz retrodispersada. La magnitud de este El cambio de frecuencia es proporcional a la temperatura (y cepar) de la fibra. Brillouin DTS se puede utilizar para distancias muy largas (hasta cientos de kilómetros) pero generalmente tiene menos resolución y precisión de la temperatura en comparación con Raman GTp. A menudo se utiliza para aplicaciones en las que la supervisión de largo alcance es primordial, como Monitoreo de tuberías.

Ventajas de DTS

• Monitoreo continuo: Proporciona un Temperatura completa perfil a lo largo de toda la longitud de la fibra, A diferencia de los sensores puntuales.
• Largo alcance: Enlatar Controlar las temperaturas a distancias muy largas (decenas o cientos de kilómetros).
• Alta resolución espacial: Puede detectar cambios de temperatura en distancias cortas (hasta unos pocos metros o incluso menos).
• Datos en tiempo real: Proporciona continuidad, Datos de temperatura en tiempo real.
• Entornos hostiles: Fibra óptica Los cables son robustos y pueden soportar entornos hostiles (Altas temperaturas, Altas presiones, Productos químicos corrosivos).
• Inmunidad a EMI: Sensores de fibra óptica son inmunes a las interferencias electromagnéticas (EMI).
• Seguridad intrínseca: Sensores de fibra óptica son intrínsecamente seguros y se pueden utilizar en entornos explosivos o inflamables.

Aplicaciones de DTS

• Monitoreo de tuberías: Detección de fugas y cambios de temperatura en el aceite y gasoductos.
• Monitoreo de fondo de pozo: Medición de temperatura en pozos de petróleo y gas.
• Monitoreo de cables de alimentación: Detectar puntos calientes y prevención de fallos en los cables de alimentación de alta tensión.
• Salud Estructural Monitorización (SHM): Monitoreo de temperatura en puentes, represas, Túneles, y otras estructuras.
• Detección de incendios: Detección de incendios en túneles, Edificios, y otros espacios confinados.
• GNL Monitoreo de tanques de almacenamiento: Monitorización de la temperatura en gas natural licuado (GNL) Tanques de almacenamiento.
• Monitoreo de procesos: Monitoreo de temperatura en procesos industriales, como reactores y hornos químicos.
• Vigilancia ambiental: Monitoreo de temperatura en el suelo, Agua, y glaciares.

Limitaciones de DTS

• Costo inicial más alto: Los sistemas DTS pueden ser más caros que los sensores puntuales tradicionales, Especialmente para distancias más cortas.
• Complejidad: Los sistemas DTS son más complejos que Sensor de punto sistemas y requieren equipos especializados y experiencia.
• Sensibilidad a la deformación: La dispersión de Brillouin es sensible tanto a la temperatura como a la y cepar, Requiere una compensación cuidadosa si solo se va a medir la temperatura.

Conclusión: El futuro del control de la temperatura con DTS y FJINNO

Distribuido Detección de temperatura de fibra óptica (GTp) es una tecnología transformadora que ofrece capacidades incomparables para el monitoreo de temperatura. Su capacidad para proporcionar, perfiles de temperatura en tiempo real a largas distancias lo convierte en un Solución para una amplia gama de aplicaciones críticas. A medida que la tecnología continúa evolucionando, La EDE está preparada para desempeñar un papel cada vez más importante en la Garantizar la seguridad, eficacia, y confiabilidad en varias industrias.

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