當(dāng)一個(gè)光脈沖從光纖的一端射入光纖時(shí), 這個(gè)光脈沖會(huì)沿著光纖向前傳播。因光纖內(nèi)壁類似鏡子, 故光脈在傳播中的每一點(diǎn)都會(huì)產(chǎn)生反射, 反射之中有一小部分的反射光,變壓器光纖測(cè)溫, 其方向正好與入射光的方向相反( 亦可稱為背向) 。這種背向反射光的強(qiáng)度與光線中的反射點(diǎn)的溫度有一定的相關(guān)關(guān)系。反射點(diǎn)的溫度( 該點(diǎn)的光纖的環(huán)境溫度) 越高,變壓器測(cè)溫裝置, 反射光的強(qiáng)度也越大。
式中可以看出, R( r) 僅與溫度 T 有關(guān),而與光強(qiáng)、入射條件、光纖幾何尺寸及光纖成分無關(guān)。據(jù)此, 我們可以借助探測(cè)反斯托克斯及斯托克斯后向拉曼散射光強(qiáng)之比值來實(shí)現(xiàn)溫度測(cè)量,紹興變壓器測(cè)溫, 利用該原理的溫度傳感檢測(cè)原理。另外, 利用 OTDR 技術(shù), 還可以確定光纖長(zhǎng)度損耗和光纖故障點(diǎn)、斷點(diǎn)的位置。光纖溫度傳感原理的主要依據(jù)是光纖的光時(shí)域反射( OTDR: Optical T ime Domain Reflectome try) 原理以及光纖的背向拉曼散射( Raman Scat tering) 溫度效應(yīng)。
光纖溫度傳感系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)
分布式光纖測(cè)溫主機(jī)由激光二極管( LD) 和驅(qū)動(dòng)器( DRIVER) 、光電檢測(cè)器( APD) 和放大器組件( AMP) 、光纖傳感回路( OFL) 和信號(hào)處理電路、計(jì)算機(jī)等組成。
為確保激光二極管功率及峰值波長(zhǎng)的穩(wěn)定,采用半導(dǎo)體在冷低溫恒溫槽冷卻工作。激光脈沖通過耦合器入射到光纖傳感回路, 并將光纖傳感回路的背向散射回波采集回來, 通過波長(zhǎng)甄別模塊分成斯托克斯通道和反斯托克斯通道; 光電檢測(cè)器組件為高靈敏、低噪聲硅雪崩二級(jí)管組件 (APD) , 為了確保 APD 的穩(wěn)定工作, 使其在低溫恒溫槽冷卻工作。
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