DTS Fiber dts fiber optic-INNO

Pembahasan Serat Terdistribusi Serat DTS

1、 Prinsip Sistem Penginderaan Suhu Serat Optik Terdistribusi DTS

Prinsip dasar sistem penginderaan suhu serat optik terdistribusi (DTS) didasarkan pada reflektometri domain waktu optik (OTDR) prinsip serat optik dan efek hamburan Raman serat optik.

Ketika pulsa laser berinteraksi dengan molekul serat, berbagai fenomena hamburan terjadi, such as Rayleigh scattering, Hamburan brillouin, dan Raman berhamburan. Secara teori, ketiga jenis hamburan dapat digunakan sebagai sinyal referensi untuk pengukuran suhu. Namun, penelitian jangka panjang menemukan bahwa intensitas hamburan Rayleigh sangat tidak stabil terhadap hilangnya sensitivitas serat optik. Jika cahaya hamburan Rayleigh digunakan sebagai sinyal referensi untuk sistem pengukuran suhu dalam waktu yang lama, Hal ini akan menimbulkan ketidakpastian terhadap hilangnya karakteristik serat optik, menyebabkan penurunan stabilitas sistem dan bahkan ketidakmampuan untuk beroperasi. Karena itu, sistem memilih hamburan Raman yang sensitif terhadap perubahan suhu sebagai sinyal referensi.

Hamburan Raman dihasilkan oleh getaran termal molekul serat, yang menghasilkan cahaya Stokes lebih panjang dari panjang gelombang sumber cahaya dan cahaya Anti Stokes lebih pendek dari panjang gelombang sumber cahaya. Modulasi serat optik oleh suhu eksternal akan menyebabkan perubahan intensitas anti Stokes pada serat. Rasio anti Stokes terhadap Stokes dapat memberikan indikasi suhu secara absolut. Dikombinasikan dengan sumber cahaya pulsa berkualitas tinggi dan teknologi akuisisi dan pemrosesan sinyal berkecepatan tinggi, nilai suhu yang akurat dapat diperoleh di semua titik sepanjang serat.

The DTS system includes a pulsed laser that sends approximately 1m pulses (setara dengan 10ns waktu) to the fiber optic cable. When the pulse propagates along the optical fiber and interacts with the glass, a small amount of the original laser pulse is reflected back to the DTS sensing system due to small defects in the glass. By analyzing the reflected light, DTS can calculate the temperature of the event (based on the power of the reflected light) and the location of the event (based on measuring the time it takes for the backscattered light to return).

This technology has some characteristics, such as real-time monitoring. The system can monitor the temperature of the tested area in real-time for 7 × 24 jam, detect and locate temperature anomalies in a timely manner, and provide early warning; Its continuous distributed measurement capability can achieve simultaneous monitoring of multiple points and events without affecting each other, dan bagian sebelum serat putus masih dapat bekerja dengan normal, dengan ketahanan yang kuat terhadap kehancuran; Lebih-lebih lagi, ia memiliki presisi sangat tinggi dan sensitivitas tinggi. Parameter sistem dapat dikonfigurasi sesuai dengan lingkungan, dan kabel optik komunikasi standar dapat langsung digunakan. Area pemantauan dibagi sesuai dengan kebutuhan di lokasi; Responnya sangat cepat, dengan siklus pemindaian serendah 1 Kedua. Keseluruhan, DTS memanfaatkan efek hamburan Raman cahaya dalam serat optik dan karakteristik propagasi cahaya untuk mencapai pengukuran distribusi suhu yang efektif di sepanjang serat..

2、 Jenis Serat Terdistribusi Serat DTS

Klasifikasikan berdasarkan jenis serat optik yang digunakan
Sensor serat optik multimode: Kabel serat optik yang dapat mengirimkan beberapa mode transmisi disebut serat multimode. In multimode fiber optic sensors, the transmission type fiber optic sensor uses multimode optical fibers to transmit optical signals and measures them based on different light reception intensities. This type of sensor is commonly used for industrial detection, such as detecting liquid level, tekanan, deformasi, suhu, laju aliran, saat ini, medan magnet, dll.. It has the advantages of stable and reliable performance, struktur sederhana, dan biaya rendah, but its sensitivity is relatively low. The transmission bandwidth of multimode fiber can reach 30 megahertz to several hundred megahertz, making it suitable for sensing and measurement over shorter distances (up to 40km). Misalnya, in some temperature and physical quantity sensing and monitoring scenarios where distance requirements are not particularly long and cost needs to be controlled, multimode fiber type distributed fiber sensors will be used.
Single mode fiber optic sensor: A type of optical fiber with a very thin core and cladding (with a small refractive index difference between the core and cladding) that can only transmit one transmission mode, called a single-mode fiber. This single-mode fiber optic sensor can be constructed using single-mode optical fibers to form interferometers. External factors can cause changes in the optical path in the optical fiber, resulting in variations in interference fringes, which can be used for measuring various physical quantities. Transmisi serat optik mode tunggal memiliki bandwidth hingga 10 gigahertz, cocok untuk jarak jauh (40-100km) pengukuran. Dalam skenario yang membutuhkan jarak jauh serat optik terdistribusi penginderaan, seperti pemantauan suhu dan regangan pipa minyak dan gas, sensor serat optik mode tunggal dapat berperan dengan mentransmisikan sinyal optik secara stabil dalam jarak jauh untuk mencapai fungsi penginderaan.
Diklasifikasikan berdasarkan fungsi penginderaan
Termometri Raman (DTS): Jenis ini didasarkan pada efek hamburan Raman untuk mengukur suhu. Ini adalah sistem pengukuran suhu mandiri yang mengukur distribusi suhu sepanjang serat dengan memanfaatkan hubungan ketergantungan suhu antara rasio intensitas Stokes dan anti Stokes yang dihasilkan oleh hamburan Raman dalam serat.. Harganya relatif lebih murah dibandingkan tipe Brillouin, biasanya puluhan ribu yuan. DTS tipe Raman banyak digunakan dalam banyak skenario yang memerlukan pemantauan suhu, seperti pemantauan suhu dan sistem peringatan di gedung, peralatan industri, parit kabel listrik, dll.. Dengan menyebarkan sensor di tempat-tempat tersebut, perubahan suhu waktu nyata dapat dipantau untuk menghindari bahaya keselamatan yang disebabkan oleh suhu tidak normal. Misalnya, di parit kabel listrik, kenaikan suhu yang disebabkan oleh kelebihan beban atau gangguan lokal dapat dideteksi tepat waktu untuk mencegah kecelakaan seperti kebakaran kabel.
Tipe brillouin (seperti BOTDR): Jenis sensor serat optik terdistribusi ini dapat mengukur suhu dan stres secara bersamaan, berdasarkan efek hamburan Brillouin. Dua serat optik diperlukan di lokasi, satu untuk pengukuran suhu dan satu lagi untuk pengukuran tegangan, namun biayanya sangat tinggi, with prices reaching millions. Although Brillouin type distributed fiber optic sensors are expensive, they have important applications in some special engineering and scientific research scenarios that require simultaneous measurement of temperature and stress. Misalnya, in the structural health monitoring of large bridges, Brillouin type distributed fiber optic sensors can be used to obtain the temperature distribution and stress distribution of the bridge under different working conditions, which is of great significance for the safety assessment and life prediction of the bridge. Namun, due to their high cost, they are rarely used in ordinary civilian scenarios.

3、 DTS Fiber Distributed Fiber Application

Fire alarm field
In fire alarm systems in large spaces such as subways, highway tunnels, gudang, dll., sistem pengukuran suhu serat optik terdistribusi memainkan peran yang baik dalam pemantauan suhu dan pemantauan kebakaran. Di terowongan jalan raya, kabel serat optik pendeteksi dipasang di posisi tengah atas terowongan. Jika itu adalah terowongan tertutup, kabel fiber optik juga dapat ditempatkan pada posisi samping atau tengah atas terowongan (dan 1m dari dinding) untuk memudahkan pemantauan. Kabel optik pendeteksi perlu diperbaiki secara berkala. Host serat optik ditempatkan di ruang pemantauan dengan kondisi lingkungan yang baik, dan tampilannya dapat menunjukkan antarmuka utama sistem pemantauan. Mode kerja dapat dipilih sesuai dengan kebutuhan penggunaan, dan dapat digunakan untuk pemantauan suhu waktu nyata, pemantauan real-time distribusi bidang suhu spasial, alarm dan operasi lainnya. Dan host serat optik dapat dihubungkan ke pengontrol alarm kebakaran, mengatur parameter partisi sesuai dengan distribusi spasial sebenarnya, seperti suhu alarm, rentang partisi, dll.. Jumlah partisinya bisa mencapai ratusan, dan setiap partisi dapat membunyikan alarm secara mandiri.
Untuk beberapa tempat khusus penyimpanan bahan yang mudah terbakar atau risiko kebakaran tinggi, seperti tangki penyimpanan minyak mentah, saat memasang alat deteksi otomatis kebakaran pada tangki minyak, sensor suhu serat optik terdistribusi dapat dipasang pada cincin penyegel sekunder pelampung tangki minyak. Sensor suhu serat optik terdistribusi dapat dianggap sebagai detektor kebakaran suhu terdistribusi terus menerus di sini, yang dapat mengukur suhu di titik mana pun di sepanjang kabel serat optik tanpa titik buta. Mereka dapat dengan cepat merespons perubahan suhu, memperingatkan secara tepat waktu tentang bahaya kebakaran, menjamin keamanan tangki minyak, dan mencegah akibat serius seperti ledakan minyak dan gas yang disebabkan oleh kenaikan suhu yang tidak normal.
Pemantauan fasilitas listrik
Untuk pemantauan suhu perangkat listrik seperti kabel transmisi dan distribusi tegangan tinggi, kabel listrik, parit kabel, dan peralatan listrik, distribusi suhu dan tren perubahan suhu kabel tegangan tinggi yang dicakup oleh kabel optik pendeteksi dapat dipantau secara real time dengan meletakkan kabel optik pendeteksi pada kabel tegangan tinggi yang akan diuji. Kabel tegangan tinggi juga dapat dibagi menjadi beberapa area dan dipantau secara terpisah sesuai kebutuhan, dengan fungsi tersegmentasi seperti peringatan suhu, suhu alarm, tingkat pemanasan, dan alarm perbedaan suhu. Sistem pemantauan dan alarm serat optik terdistribusi menyediakan cara yang efektif untuk pemantauan suhu, alarm, analisa, dan pengelolaan kabel tegangan tinggi dan perangkat listrik lainnya, yang membantu mendeteksi kesalahan secara tepat waktu seperti kabel yang terlalu panas dan memastikan stabilitas dan keamanan catu daya. Karena penggunaan serat optik sebagai medianya, itu tidak terpengaruh oleh interferensi elektromagnetik seperti beberapa sensor listrik tradisional, dan deteksi distribusi linier dapat sepenuhnya menutupi kabel tanpa memantau area kosong.
Hal ini juga diterapkan dalam pemantauan suhu peralatan listrik seperti switchgear dan transformator. Hal ini dapat mencapai pengukuran suhu terdistribusi pada perangkat ini, memahami situasi suhu secara tepat waktu selama pengoperasian perangkat, mencegah kerusakan peralatan yang disebabkan oleh suhu tinggi, dan meningkatkan keandalan dan keamanan pengoperasian peralatan listrik. Di gardu induk atau ruang distribusi, sensor suhu serat optik terdistribusi dapat diatur di sepanjang bagian penting switchgear dan transformator, seperti di sekitar belitan trafo, yang secara sensitif dapat menangkap perubahan suhu kecil pada peralatan dan membantu pekerja listrik mengambil tindakan pemeliharaan terlebih dahulu.
Pemantauan tangki penyimpanan minyak dan gas
Kenaikan suhu tangki penyimpanan minyak dan gas dapat menyebabkan peningkatan tekanan di dalam tangki, yang dapat menyebabkan konsekuensi serius. Dengan menggunakan sensor suhu serat optik terdistribusi dan meletakkan kabel pendeteksi pada permukaan luar dan atas tangki penyimpanan minyak dan gas, the temperature distribution and trend of the entire tank can be monitored. When the alarm condition is reached, the system outputs an alarm signal. This monitoring method has many advantages, such as real-time monitoring of the entire oil and gas tank to provide comprehensive temperature analysis; Flexible setting of constant temperature alarm, differential temperature alarm, and temperature rate alarm; The detection cable is non electrified, tahan korosi, and can work safely in hazardous environments; Mudah dipasang, one optical cable can simultaneously measure dozens of oil and gas tanks; Through proper installation, it is also possible to measure whether there are leaks in oil and gas tanks. Sistem DTS memiliki karakteristik kemampuan adaptasi lingkungan yang kuat dan stabilitas jangka panjang yang tinggi, sehingga cocok untuk pemantauan suhu jangka panjang pada tangki penyimpanan minyak dan gas.
Pemantauan saluran pipa
Dalam hal pemantauan pipa, baik itu jaringan pipa pengangkut cairan maupun gas, terutama di bagian pipa penting transportasi bawah tanah di industri energi, didistribusikan sensor suhu serat optik teknologi dapat digunakan untuk pemantauan pipa, deteksi kebocoran, dan pengukuran data selama transportasi pipa, termasuk deteksi pipa dan kebocoran, lokasi kebocoran, dan penyediaan peralatan bantu untuk jaringan pipa yang ada. Misalnya, pada jaringan pipa transportasi minyak dan gas, dengan meletakkan serat optik di sepanjang pipa, dimungkinkan untuk memantau perubahan suhu lingkungan sekitar atau pipa itu sendiri secara real time. Jika ada kebocoran atau situasi lainnya, suhu di sekitar titik kebocoran dapat berubah. Sistem DTS dapat mendeteksi anomali suhu ini dan menemukan lokasi kebocoran secara akurat, yang sangat penting untuk mencegah kerugian ekonomi (seperti kerugian materil akibat kebocoran minyak dan gas) dan pencemaran lingkungan.
Aplikasi yang berkaitan dengan struktur bangunan pemeliharaan air
Dalam inspeksi dan pengukuran status keamanan bangunan pemeliharaan air seperti bendungan, sensor suhu serat optik terdistribusi tidak hanya dapat mengukur bidang distribusi suhu bendungan dan bangunan lainnya, tetapi juga berperan dalam pengukuran suhu selama penuangan beton. Mereka juga dapat mendeteksi kebocoran bendungan dan menemukan titik kebocoran. Teknologi pengukuran deformasi serat optik terdistribusi juga memungkinkan pengukuran statis dan pengukuran deformasi dinamis pada struktur bangunan hidrolik. Di waduk, pemantauan suhu, pemantauan bendungan beton, deteksi dan pemosisian kebocoran, penentuan posisi jalur kebocoran air, pengukuran proses penurunan muka tanah, pengukuran deformasi, penelitian lapisan batuan dan pekerjaan lainnya dapat dilakukan; Dari segi bendungan dan tanggul, pemantauan suhu, pemantauan bendungan dan tanggul, deteksi dan pemosisian kebocoran, penempatan jalur kebocoran air tanah, deteksi kebocoran pada badan penyegel dan sambungan, dan pekerjaan pemantauan lainnya dapat dilakukan, menyediakan metode pemantauan data yang komprehensif untuk jaminan keamanan bangunan pemeliharaan air.

4、 InnoTech adalah perusahaan terbaik di bidang DTS

Fuzhou Yingnuo Teknologi Elektronik Co., Ltd. adalah perusahaan teknologi tinggi yang terlibat dalam penelitian dan pengembangan ilmiah, produksi, penjualan, dan layanan. Perusahaan ini memiliki beragam produk dan prestasi di DTS.

Riset teknis dan karakteristik produk
Teknologi produk sistem pengukuran suhu serat optik terdistribusi dari Yingnuo Technology didasarkan pada prinsip dasar DTS, seperti menggunakan efek hamburan Raman spontan serat optik untuk mencapai pengukuran suhu dan refleksi domain waktu optik untuk fungsi penentuan posisi spasial. Produk-produknya, seperti host pengukuran IF-DTS, dapat menggunakan pulsa laser semikonduktor pulsa sempit berkecepatan tinggi yang digabungkan ke dalam serat penginderaan, dan menyaring lebih lanjut, mendeteksi, dan mengumpulkan data berkecepatan tinggi melalui sinyal hamburan balik yang lemah dari serat untuk mendapatkan sinyal anti Stokes yang sensitif terhadap suhu dan sinyal Stokes yang tidak sensitif terhadap suhu, sehingga memperoleh informasi suhu akurat yang didistribusikan di sepanjang serat. Dan dikombinasikan dengan algoritma penilaian alarm cerdas kebakaran yang canggih, mencapai pemantauan online real-time dari seluruh proses penginderaan serat optik.

Produk ini memiliki beberapa fitur luar biasa, seperti rentang pengukuran -30.0 ℃~240.0 ℃, didistribusikan fungsi pengukuran waktu nyata, yang dapat mencakup area deteksi dan menemukan lokasi kebakaran secara akurat; Jarak pengukuran yang panjang dan informasi pengukuran yang kaya; Akurasi pengukuran tinggi dan kecepatan respons cepat; Keandalan tinggi dan tingkat alarm palsu yang rendah; Metode alarm fleksibel dan dapat mencapai alarm suhu diferensial multi-level, memastikan alarm yang andal pada tahap awal kebakaran. Lebih-lebih lagi, kabel optik pendeteksi berfungsi sebagai pembawa transmisi sinyal dan elemen penginderaan suhu, dengan kelebihan seperti pemasangan yang mudah, umur panjang, dan biaya pemeliharaan yang rendah pada tahap selanjutnya.

Produk Yingnuo Technology memiliki beragam aplikasi, seperti terowongan, kereta bawah tanah, listrik, petrokimia, bendungan, sumur minyak, dan bidang lainnya. Dibandingkan dengan metode tradisional lainnya dalam pemantauan kebakaran terowongan, keuntungan dari presisi tinggi dan penentuan posisi yang akurat melalui pengukuran suhu serat optik terdistribusi dapat mendeteksi bahaya kebakaran secara lebih tepat waktu. Pemantauan real-time terhadap berbagai suhu peralatan utama dapat dicapai dalam pemantauan peralatan listrik, mengurangi risiko pengoperasian peralatan. Lebih-lebih lagi, produk tersebut mempunyai keunggulan biaya tertentu dan dapat menyediakan produk dan jasa dengan harga yang relatif wajar di pasar (seperti sistem pengukuran suhu serat optik terdistribusi IF-DTS dengan pilihan harga berbeda), yang sangat menarik untuk proyek skala besar yang memerlukan penerapan sensor dalam jumlah besar.