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分布式光纤测温系统(DTS)更适合井下温度实时监测相比热电偶技

发布于:2015-07-31 15:49来源:www.buliyuan.com 作者:无锡布里渊 点击:
分布式光纤测温系统(DTS)更适合井下温度实时监测相比热电偶技术
温度是科学技术和日常生活中的重要的物理量
,它也普遍存在于生产中。温度检测在现代的工业生产中占据十分重要的地位。在一些特殊行业,如油田、矿厂、电厂等,不但要求能及时准确的传达实时温度,更对传感器的工作环境提出了更为严格的要求,如抗电磁干扰、本征绝缘、无静电等要求。
目前,温度传感器主要包括点式温度传感器和线型温度传感器。点式温度传感器,如热电阻温度传感器和热电偶温度传感器,技术非常成熟,测温精度高,价格也比较便宜,其中在油田中,使用较多的是热电偶温度传感器。

热电偶
热电偶在油田中应用较为广泛,但是由于是电信号传输,在油井中,应用并不是特别安全,另外热电偶只能测量单点温度,不能测量井下分布式的温度。

分布式光纤测温系统DTS
分布式光纤测温系统DTS为线型光纤感温探测器,是一种新型的分布式测温技术,具有本质安全防爆、抗强电磁干扰、电绝缘性好、测温精度高、重量轻体积小等优点,尤其适合油井温度监测应用。
分布式光纤测温系统DTS的原理主要依据是光时域反射(OTDR)原理以及光纤的后向拉曼散射光(Raman scattering)温度效应。当一个光脉冲从光纤的一端射人光纤时,这个光脉冲会沿着光纤向前传输,传输过程中因分子振动而产生散射,其中后向拉曼散射光的强度可以反映出散射点的温度;而利用散射光返回入射端的回波时间则可以确定位置信息。
对于分布式光纤测温系统DTS,属于连续分布式测量,没有测量盲区,目前可最长可实现10公里以上的探测距离;另外,光纤本身就是传感器,安装简单,维护工作量少,可靠性高。但是背向散射信号极其微弱,因此需要多次累加平均以提高信噪比,测量时间相对较长,典型测温精度±0.5℃。因此,分布式光纤测温系统DTS更适合井下温度实时监测。
以下是分布式光纤传感器与传统的热电偶感温探测器的技术对比:


参数指标 分布式光纤测温系统DTS 感温热电偶
检测量类型 光强的变化 电阻变化
测量类型 连续分布式 点式测量
测量精度
响应时间 较短
异常温度设定 在监测范围内任意设定 固定
报警方式 定温\差温\混合 定温
监测距离
系统价格 适中
系统稳定性 可恢复式测温 不可恢复式测温
安全性 高(本质防燃防爆) 低(非本质安全防爆)
安装 简单 较简单
使用寿命 寿命较短
 
上表可以看出,分布式光纤测温系统,具有比较大的优势,但由于分布式光纤测温系统(DTS),维护与施工更加简单,成本也相对较低,光纤本身就是传感器,集传输与传感于一起,传感器本身更加可靠。因此,综合各方面的优缺点,分布式光纤测温系统(DTS)更适合井下温度实时监测。
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