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分布式光纖溫度傳感器系統(tǒng)的技術(shù)原理是什么？
2013-05-19
該技術(shù)主要依據(jù)光纖的光時(shí)域反射(OTDR)和光纖的背向喇曼散射溫度效應(yīng)。激光脈沖射入光纖內(nèi)部，光子與光纖材料分子在內(nèi)部相互作用，一部分光被反射回來(lái)，反射光攜帶著被散射光子運(yùn)動(dòng)的熱信息。因此，被反射回來(lái)光的光譜攜帶了光纖的溫度信息，可以測(cè)量沿光纖每一點(diǎn)的溫度。
光譜的分析包括激光在光纖中的傳播速率，通常(像雷達(dá)原理)和光的速度一樣，用很短的時(shí)間間隔(比如1米)去掃描整個(gè)光纖的長(zhǎng)度，根據(jù)這樣沿光纖的溫度分布就可以決定了。需要提出的是所測(cè)得的每一點(diǎn)溫度是一段光纖上的平均溫度。由于光的速度很快，因此一條數(shù)千米長(zhǎng)的光纖可以在不到一秒的時(shí)間內(nèi)掃描完畢。
分布光纖溫度傳感技術(shù)設(shè)備包括兩部分：傳感光纜和主機(jī)。光纜里面通常有若干根光纖組成，光纖是溫度敏感材料，因此沿著光纖(光纜)可以連續(xù)測(cè)量任意一點(diǎn)的溫度。這就是一種研究溫度變化的設(shè)備。
能感受規(guī)定的被測(cè)量并按照一定的規(guī)律轉(zhuǎn)換成可用輸出信號(hào)的器件或裝置。通常有敏感元件和轉(zhuǎn)換元件組成。
① 敏感元件是指?jìng)鞲衅髦心苤苯?或響應(yīng))被測(cè)量的部分。
② 轉(zhuǎn)換元件指?jìng)鞲衅髦心茌^敏感元件感受(或響應(yīng))的北側(cè)量轉(zhuǎn)換成是與傳輸和(或)測(cè)量的電信號(hào)部分。
③ 當(dāng)輸出為規(guī)定的標(biāo)準(zhǔn)信號(hào)時(shí)，則稱(chēng)為變送器。
2.測(cè)量范圍
在允許誤差限內(nèi)被測(cè)量值的范圍。
3. 量程
測(cè)量范圍上限值和下限值的代數(shù)差。
4. 精確度
被測(cè)量的測(cè)量結(jié)果與真值間的一致程度。
5.重復(fù)性
在所有下述條件下，對(duì)同一被測(cè)的量進(jìn)行多次連續(xù)測(cè)量所得結(jié)果之間的符合程度：
相同測(cè)量方法：
相同觀測(cè)者：
相同測(cè)量?jī)x器：
相同地點(diǎn)：
相同使用條件：
在短時(shí)期內(nèi)的重復(fù)。
6. 分辨力
傳感器在規(guī)定測(cè)量范圍圓可能檢測(cè)出的被測(cè)量的最小變化量。
7. 閾值
能使傳感器輸出端產(chǎn)生可測(cè)變化量的被測(cè)量的最小變化量。
8. 零位
使輸出的絕對(duì)值為最小的狀態(tài)，例如平衡狀態(tài)。
9. 激勵(lì)
為使傳感器正常工作而施加的外部能量(電壓或電流)。
10. 最大激勵(lì)
在市內(nèi)條件下，能夠施加到傳感器上的激勵(lì)電壓或電流的最大值。
11. 輸入阻抗
在輸出端短路時(shí)，傳感器輸入的端測(cè)得的阻抗。
12. 輸出
有傳感器產(chǎn)生的與外加被測(cè)量成函數(shù)關(guān)系的電量。
13. 輸出阻抗
在輸入端短路時(shí)，傳感器輸出端測(cè)得的阻抗。
14. 零點(diǎn)輸出
在市內(nèi)條件下，所加被測(cè)量為零時(shí)傳感器的輸出。
15. 滯后
在規(guī)定的范圍內(nèi)，當(dāng)被測(cè)量值增加和減少時(shí)，輸出中出現(xiàn)的最大差值。
16. 遲后
輸出信號(hào)變化相對(duì)于輸入信號(hào)變化的時(shí)間延遲。
17. 漂移
在一定的時(shí)間間隔內(nèi)，傳感器輸出終于被測(cè)量無(wú)關(guān)的不需要的變化量。
18. 零點(diǎn)漂移
在規(guī)定的時(shí)間間隔及室內(nèi)條件下零點(diǎn)輸出時(shí)的變化。
19. 靈敏度
傳感器輸出量的增量與相應(yīng)的輸入量增量之比。
20. 靈敏度漂移
由于靈敏度的變化而引起的校準(zhǔn)曲線(xiàn)斜率的變化。
21.熱靈敏度漂移
由于靈敏度的變化而引起的靈敏度漂移。
22. 熱零點(diǎn)漂移
由于周?chē)鷾囟茸兓鸬牧泓c(diǎn)漂移。
23. 線(xiàn)性度
校準(zhǔn)曲線(xiàn)與某一規(guī)定只限一致的程度。
24. 菲線(xiàn)性度
校準(zhǔn)曲線(xiàn)與某一規(guī)定直線(xiàn)偏離的程度。
25.長(zhǎng)期穩(wěn)定性
傳感器在規(guī)定的時(shí)間內(nèi)仍能保持不超過(guò)允許誤差的能力。
26. 固有憑率
在無(wú)阻力時(shí)，傳感器的自由(不加外力)振蕩憑率。
27. 響應(yīng)
輸出時(shí)被測(cè)量變化的特性。
28.補(bǔ)償溫度范圍
使傳感器保持量程和規(guī)定極限內(nèi)的零平衡所補(bǔ)償?shù)臏囟确秶?/div>
29. 蠕變
當(dāng)被測(cè)量機(jī)器多有環(huán)境條件保持恒定時(shí)，在規(guī)定時(shí)間內(nèi)輸出量的變化。
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