分布式光纖傳感器的類型有哪些

在光纖溫度、應變測量領域，光纖布里淵光時域分析儀(BOTDA)、光纖布里淵光時域反射儀(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)缺點和實現(xiàn)的技術方案。

分布式光纖傳感技術作為新型傳感器，具有大容量、長距離、高精度、抗干擾等先天優(yōu)勢，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(溫度差異)實現(xiàn)對線性資產(chǎn)(如電纜、隧道、管道)的分布式監(jiān)測，在火災監(jiān)測、高溫液體泄漏和高壓氣體泄漏等應用場景發(fā)揮作用。

分布式光纖溫度傳感器是先進的溫度傳感器，利用拉曼散射效應和 OTDR 技術實現(xiàn)對敏感光纖所處溫度場的分布式測量，具有靈敏度高、抗電磁干擾、本質安全、重量輕、壽命長、可靠性高等優(yōu)點，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(jiān)控和火災報警。

隨著分布式光纖溫度監(jiān)測(DTS)和分布式光纖聲音監(jiān)測(DAS)技術的發(fā)展，為各個方面不同環(huán)境下的分布式實時監(jiān)測提供了一種重要手段。DTS技術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與光纖介質周圍溫度變化的定量關系來確定光纖介質所在位置處的溫度。DAS技術的主要原理是利用相干光時域反射測量的原理，將相干短脈沖激光注入到光纖中，當有外界振動作用于光纖上時，由于彈光效應，會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)生的井下流體流動事件，從而實現(xiàn)井下生產(chǎn)動態(tài)的實時監(jiān)測。由于光纖具有抗電磁干擾、耐腐蝕、實時性好等特點，使得其在井下生產(chǎn)動態(tài)實時監(jiān)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，會使得局部管段的溫度異常，感溫光纖及DTS傳感器能及時捕獲這些異常，并在溫度分布曲線上顯示出來。通過設置在遠程監(jiān)控終端的可以分析與提取出異常點的位置及溫度偏差，實現(xiàn)報警功能。當管道附近出現(xiàn)人工 / 機械挖掘、垂直及水平機械鉆孔、大型車輛或機械設備在管道上方經(jīng)過等有可能導致破壞的機械挖掘等事件發(fā)生時，地表受到一個瞬時的激勵，產(chǎn)生地震波并向遠處傳播，震動信號隨傳播到達管道附近的振動監(jiān)測光纖，通過 DAS 傳感器實時監(jiān)測這些振動信號并通過對信號的分析進行選擇報警，并且精確定位事件源位置。