一種光纖分布式溫度傳感器和光纖分布式測溫系統(tǒng)的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實用新型涉及油田開采技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種光纖分布式溫度傳感器和光纖分布式測溫系統(tǒng)。
【背景技術(shù)】
[0002]傳統(tǒng)溫度傳感器的工作方式通常是點式的，只能測試一小部分區(qū)域，分布式光纖溫度傳感系統(tǒng)以光纜作為傳感器，能夠連續(xù)實時測溫，是一種經(jīng)濟有效的測溫方法。目前為止，在很多應(yīng)用領(lǐng)域中，光纖溫度傳感系統(tǒng)已經(jīng)替代以熱電偶為基礎(chǔ)的測溫系統(tǒng)，被廣泛應(yīng)用在油氣管道、電力系統(tǒng)和自動化控制中，其具有靈敏度高，抗電磁干擾，本質(zhì)安全，重量輕，壽命長，可靠性高等優(yōu)點。
[0003]從原理上說，光纖分布式傳感器利用自發(fā)拉曼散射效應(yīng)和OTDR(Optical TimeDomain Reflectomete，光時域反射)技術(shù)對光纖所處的溫度場進行測量。分布式測溫系統(tǒng)首先向光纖中注入高能脈沖激光，并產(chǎn)生兩束反向傳輸?shù)牟煌l率的拉曼光，分別是波長較長、頻率較小的斯托克斯光，以及波長較短、頻率較大的反斯托克斯光。反斯托克斯光強往往小于斯托克斯光強。反斯托克斯光對溫度敏感性要比斯托克斯光高數(shù)個數(shù)量級。為了消除激光器光功率以及其他系統(tǒng)誤差，經(jīng)常采用被檢測點的反斯托克斯光功率和斯托克斯光功率的比值來計算溫度。用注入脈沖光和收到反射光的時間差來計算被檢測點的距離。
[0004]在現(xiàn)有的拉曼式光纖溫度傳感系統(tǒng)中，距離分辨率大概是I米量級，對于更小距離上的溫度變化無法分辨，為提高距離分辨率，通常采用改善測溫硬件系統(tǒng)和算法的方式，但由于測溫硬件系統(tǒng)和算法的復(fù)雜度高，因此，提高距離分辨率的過程也相應(yīng)的十分復(fù)雜，并且可靠性低。
【實用新型內(nèi)容】
[0005]本實用新型通過提供一種光纖分布式溫度傳感器和光纖分布式測溫系統(tǒng)，解決了現(xiàn)有技術(shù)的光纖溫度傳感系統(tǒng)改變距離分辨率的過程復(fù)雜的技術(shù)問題。
[0006]本實用新型實施例提供了一種光纖分布式溫度傳感器，包括傳感器載體、傳感光纖和傳輸光纖；
[0007]所述傳感器載體上設(shè)置有光纖槽位，所述傳感光纖環(huán)繞設(shè)置于所述光纖槽位內(nèi)；
[0008]所述傳輸光纖的一端與所述傳感光纖相連，所述傳輸光纖的另一端用于與測溫硬件系統(tǒng)相連。
[0009]優(yōu)選的，所述光纖槽位為環(huán)繞式光纖槽位。
[0010]優(yōu)選的，所述環(huán)繞式光纖槽位中各槽位之間的間距相同。
[0011]優(yōu)選的，所述環(huán)繞式光纖槽位包括具有第一環(huán)繞密度的第一組槽位和具有第二環(huán)繞密度的第二組槽位，其中，所述第一環(huán)繞密度與所述第二環(huán)繞密度不同。
[0012]優(yōu)選的，還包括光纖耦合器，所述傳輸光纖通過所述光纖耦合器與所述傳感光纖相連。
[0013]優(yōu)選的，在設(shè)置有所述傳感光纖的所述傳感器載體的外部覆蓋有熱傳導(dǎo)層。
[0014]優(yōu)選的，所述傳感器載體為柱體。
[0015]優(yōu)選的，所述傳感器載體為圓柱體或橢圓柱體。
[0016]優(yōu)選的，所述傳感光纖為抗彎曲光纖。
[0017]基于同一構(gòu)思，本實用新型實施例還提供一種光纖分布式測溫系統(tǒng)，包括如上所述的光纖分布式溫度傳感器，以及測溫硬件系統(tǒng)，其中，所述光纖分布式溫度傳感器與所述測溫硬件系統(tǒng)相連。
[0018]本實用新型實施例中的一個或多個技術(shù)方案，至少具有如下技術(shù)效果或優(yōu)點:
[0019]通過在傳感器載體上設(shè)置光纖槽位，將傳感光纖環(huán)繞設(shè)置于所述光纖槽位上，利用傳輸光纖能夠?qū)鞲泄饫w與測溫硬件系統(tǒng)相連，傳感光纖在與檢測環(huán)境達到熱平衡后，產(chǎn)生相應(yīng)的拉曼光，傳輸光纖將采集到的來自傳感光纖的溫度信號傳輸給測溫硬件系統(tǒng)，從而完成檢測環(huán)境溫度的測量，通過調(diào)節(jié)傳感光纖在傳感器載體上的環(huán)繞密度，能夠?qū)嚯x分辨率進行調(diào)節(jié)，環(huán)繞密度越小，則距離分辨率越高，本申請的光纖分布式溫度傳感器能夠?qū)崿F(xiàn)靈活的對距離分辨率進行調(diào)節(jié)，調(diào)節(jié)過程簡單，可靠性高，并且能夠具有較高的距離分辨率。
【附圖說明】
[0020]為了更清楚地說明本實用新型實施例或現(xiàn)有技術(shù)中的技術(shù)方案，下面將對實施例或現(xiàn)有技術(shù)描述中所需要使用的附圖作簡單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖僅僅是本實用新型的實施例，對于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來講，在不付出創(chuàng)造性勞動的前提下，還可以根據(jù)提供的附圖獲得其他的附圖。
[0021]圖1為本實用新型實施例中光纖分布式溫度傳感器的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0022]圖2為本實用新型實施例中傳感器載體I為橢圓柱體的光纖分布式傳感器的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0023]圖3為本實用新型實施例中具有不同距離分辨率的光纖分布式溫度傳感器的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0024]其中，I為傳感器載體，2為傳感光纖，3為傳輸光纖。
【具體實施方式】
[0025]為了解決現(xiàn)有技術(shù)的光纖溫度傳感系統(tǒng)改變距離分辨率的過程復(fù)雜的技術(shù)問題，本實用新型實施例提供了一種光纖分布式溫度傳感器和光纖分布式測溫系統(tǒng)，通過調(diào)節(jié)傳感光纖在傳感器載體上的環(huán)繞密度，能夠?qū)嚯x分辨率進行調(diào)節(jié)，環(huán)繞密度越小，則距離分辨率越高，本申請的光纖分布式溫度傳感器能夠?qū)崿F(xiàn)靈活的對距離分辨率進行調(diào)節(jié)，調(diào)節(jié)過程簡單，可靠性高，并且能夠具有較高的距離分辨率。
[0026]為使本實用新型實施例的目的、技術(shù)方案和優(yōu)點更加清楚，下面將結(jié)合本實用新型實施例中的附圖，對本實用新型實施例中的技術(shù)方案進行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實施例是本實用新型一部分實施例，而不是全部的實施例。基于本實用新型中的實施例，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒有作出創(chuàng)造性勞動前提下所獲得的所有其他實施例，都屬于本實用新型保護的范圍。
[0027]本申請?zhí)峁┮环N光纖分布式溫度傳感器，應(yīng)用于油氣管道中。如圖1所示，包括傳感器載體1、傳感光纖2和傳輸光纖3。
[0028]其中，傳感器載體I上設(shè)置有光纖槽位，傳感光纖2環(huán)繞設(shè)置于光纖槽位內(nèi)。傳輸光纖3的一端與傳感光纖2相連，傳輸光纖3的另一端用于與測溫硬件系統(tǒng)相連。傳感光纖2在與檢測環(huán)境達到熱平衡后，產(chǎn)生相應(yīng)的拉曼光，傳輸光纖3將采集到的來自傳感光纖2的溫度信號傳輸給測溫硬件系統(tǒng)，從而完成檢測環(huán)境溫度的測量。測溫硬件系統(tǒng)為根據(jù)自發(fā)拉曼散射來測溫的系統(tǒng)