也就是说, 背向反射光的强度可以反映出反射点的温度。利用这个现象, 若能测量出背向反射光的强度, 就可以计算出反射点的温度, 这就是利用光纤测量温度的基本原理。
如用公式来表达: 当频率为 V 0 的激光入射到光纤中, 它在光纤中传输的同时不断产生后向散射光波, 这些后向散射光波中除有一与入射光频率 V 0 相同的很强的中心谱线之外, 在其两侧,还存着( V 0- V) 及( V 0+ V) 的两条谱线。
中心谱线为瑞利散射谱线, 低频一侧频率为( V 0-V) 、波长为 s 的谱线称为斯托克斯线( stokes) , 高频一侧频率为( V 0+ V) 、波长为 a 的谱线,称为反斯托克斯线( Anti- stokes) 。根据拉曼散射理论, 在自然拉曼散射条件下, 反斯托克斯光强 Ia 于斯托克斯光强 Is 的比值 R( r) 为R ( r ) = I a/ Is= ( s/ a) 4ex p ( - hcV 0/ kT )。式中: h普朗克常数;c真空中的光速;k波尔兹曼常数;T温度。
光纤温度传感系统的结构
分布式光纤测温主机由激光二极管( LD) 和驱动器( DRIVER) 、光电检测器( APD) 和放大器组件( AMP) 、光纤传感回路( OFL) 和信号处理电路、计算机等组成。
为确保激光二极管功率及峰值波长的稳定,采用半导体在冷低温恒温槽冷却工作。激光脉冲通过耦合器入射到光纤传感回路, 并将光纤传感回路的背向散射回波采集回来, 通过波长甄别模块分成斯托克斯通道和反斯托克斯通道; 光电检测器组件为高灵敏、低噪声硅雪崩二级管组件 (APD) , 为了确保 APD 的稳定工作, 使其在低温恒温槽冷却工作。
分布式光纤测温主机是一个连续的实时监测系统, 可以测量和记录任何时刻的温度, 并可以设置多个报警点。另外, 光纤测温还可以根据环境温度的不同, 对报警点温度进行自动修正。而目前火灾报警系统中常用的感温电缆只能设置一个报警点, 如要改变报警温度, 则只能改换另外一种规格, 不能作到报警点温度的任意设置。光纤测温可以对电气配电装置的母排、动力电缆的接头等部位进行 零距离监测。
以上信息由专业从事光纤测温设备的达能电气于2024/4/22 12:45:11发布
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