分布式光纖傳感器的類(lèi)型有哪些

在光纖溫度、應變測量領(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(cháng)距離、高精度、抗干擾等先天優(yōu)勢，近年來(lái)發(fā)展迅速。其中，分布式光纖溫度傳感系統(DTS)是商用化最成功的代表，它是基于溫度敏感效應(溫度差異)實(shí)現對線(xiàn)性資產(chǎn)(如電纜、隧道、管道)的分布式監測，在火災監測、高溫液體泄漏和高壓氣體泄漏等應用場(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，利用拉曼散射效應和 OTDR 技術(shù)實(shí)現對敏感光纖所處溫度場(chǎng)的分布式測量，具有靈敏度高、抗電磁干擾、本質(zhì)安全、重量輕、壽命長(cháng)、可靠性高等優(yōu)點(diǎn)，可以廣泛應用于電力電纜、地鐵隧道、煤礦巷道、石油儲罐、大型建筑結構的溫度監控和火災報警。

隨著(zhù)分布式光纖溫度監測(DTS)和分布式光纖聲音監測(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)監測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?chē)鷾囟茸兓亩筷P(guān)系來(lái)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)域反射測量的原理，將相干短脈沖激光注入到光纖中，當有外界振動(dòng)作用于光纖上時(shí)，由于彈光效應，會(huì )微小地改變纖芯內部結構，從而導致背向瑞利散射信號的變化，使得接收到的反射光強發(fā)生變化，通過(guò)檢測井下事件前后的瑞利散射光信號的強度變化，即可探測并精確定位正在發(fā)生的井下流體流動(dòng)事件，從而實(shí)現井下生產(chǎn)動(dòng)態(tài)的實(shí)時(shí)監測。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)監測方面具有更大的優(yōu)越性。

當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(xiàn)上顯示出來(lái)。通過(guò)設置在遠程監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)現報警功能。當管道附近出現人工 / 機械挖掘、垂直及水平機械鉆孔、大型車(chē)輛或機械設備在管道上方經(jīng)過(guò)等有可能導致破壞的機械挖掘等事件發(fā)生時(shí)，地表受到一個(gè)瞬時(shí)的激勵，產(chǎn)生地震波并向遠處傳播，震動(dòng)信號隨傳播到達管道附近的振動(dòng)監測光纖，通過(guò) DAS 傳感器實(shí)時(shí)監測這些振動(dòng)信號并通過(guò)對信號的分析進(jìn)行選擇報警，并且精確定位事件源位置。