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温度传感器的应用分析.docx
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1、 温度传感器的应用分析 任早早曾翰雅摘要:光纤传感器技术在20世纪70年代以来得到了迅速的发展,其本身具有耐腐蚀、高灵敏度以及体积小、机构简单、可弯曲等诸多优点。文章结合DTS分布式光纤传感器系统的原理等,在对分布式光纤温度传感器分析的基础上,对其测温系统在电力系统各设备温度安监中的应用进行了探讨。关键词:DTS;光纤传感器;温度传感器;测温系统;电力系统;设备温度 :A:TP212 :1009-2374(2015)16-0054-02 DOI:10.13535/ki.11-4406/n.2015.16.026在当前科技的发展中,温度逐渐成为了工程应用领域绝对重要的监测对象,为得到准确检测范围
2、跨度的温度信息,采用这种光纤温度传感器具有极大的优势,在数据采集的过程中不会发生温度传感器的单规点移动,使数据具有延时性,从而降低了温度测量数据的准确度,此系统适用于电力、化工、冶金等多个领域对实时温度的测量和监控,拥有广泛研究前景。1 DES分布式光纤传感器测温原理综合看来,此系统在温度信号载体方面主要采用了拉曼分布式光纤温度传感器这一形式,利用光纤中的自发拉曼散射温度效应原理实现了实际测温,具体说来,其经过运用OTDR技术的分布式光纤传感器技术,能动态测量和分析相应跨度的分布式温度,究其测温机理而言,其利用了后向拉曼散射光谱的温度响应效应,也就是当其雪崩二极管(APD)探测时,一旦接触到较
3、微弱的Anti-Stokes反斯托克斯光散射信号,系统会对应地自动输出幅值为几十纳伏的信号电压。除此之外,加之光信号在耦合、滤波等环节中均会形成光能量的损失,随即出现了温度信息被淹没或面临噪声的不利工况。基于此现状,该系统运用了微弱信号放大过滤处理技术对其存在的噪声等干扰信号进行了处理,使得采集、传输Anti-Stokes反斯托克斯、Stokes斯托克斯光波信号中所造成的信号测量误差得到了消除,并结合对设置定标区技术方法的应用,将上述两种光波信号中的干扰分量进行了消除,使得APD探测器响应度差异等,会一定程度上使影响到温度信号测量结果大幅降低,在此基础上,获得了较为准确的温度信号,其涉及到的温
4、度信号测量公式如下:式中:c表示光波光速,也就是传输过程中的偏移量;h表示普朗克系数;波尔兹曼系数则用k表示;DTS系统采集到的绝对温度值则用T表示。综合以往相关的文献资料可看出,对于分布式光纤传感器的DTS测温系统而言,其测量精度也可以达到0.5范围内,而对应的测量距离最长可以达到30km,最高的温度信号空间定位精度可精确到0.25m范围内,而相应的分辨率最高也能达到0.01范围内的水平,这些数据都显示出了此系统即使在恶劣环境中,同样能使温度信号的检测和控制精度得到较大的提高。2 DTS分布式光纤传感器系统简介在新时期的发展过程中,作为一款结构复杂的温度在线检测控制产品,DTS分布式光纤传感
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