КБ МЕТРОТЕК

Распределенный оптоволоконный датчик температуры X5-DTS

Группа компаний «Метротек» предлагает устройство X5B-DTS —
распределенный оптоволоконный датчик температуры.

Прибор представляет собой рамановский рефлектометр, но благодаря ряду оригинальных решений, обеспечивает высокую точность измерения температуры при стоимости в несколько раз меньше импортных аналогов.

Кроме того, в отличие от большинства подобных приборов,
X5B-DTS использует в качестве датчика не многомодовое, а одномодовое
волокно, обладающее меньшим затуханием, более дешевое и широко
применяемое.

X5B-DTS разработан и производится в России.

Принцип действия

На рисунке приведена упрощенная схема распределенного оптоволоконного датчика температуры (Distributed Temperature Sensing, DTS).

Прибор представляет собой оптический рефлектометр во временной области (optical time-domain reflectometer, OTDR). В волокно посылается импульс лазера, а фотоприемники фиксируют уровни стоксовой (stokes) и антистоксовой (anti-stokes) составляющих рамановского (Raman) излучения, рассеянных от отдельных участков волокна. По отношению этих уровней определяется температура.

Мощность обратного рамановского рассеяния в десятки тысяч раз меньше мощности обратного рэлеевского рассеяния, которое используется в обычных оптических рефлектометрах. По этой причине, в DTS используют более мощные лазеры и более чувствительные фотоприемники.

Погрешность измерения температуры, время измерения, пространственное разрешение (минимальное расстояние между точками измерения температуры) и дальность действия (максимальная длина кабеля-датчика) связаны между собой. Например, для измерения температуры с малой погрешностью ±0.4°С результаты отдельных измерений должны усредняться в течение нескольких минут. А при выборе высокого пространственного разрешения снижается дальность действия или возрастает погрешность измерения температуры. Подробнее на рис.1 и рис.2.

Рис.1. Зависимость разрешения по температуре от пространственного разрешения при различных длинах L кабеля-датчика.
Рис.2. Зависимость разрешения по температуре от длины кабеля-датчика
при различных значения ∆x пространственного разрешения.

Основные технические характеристики

Прибор X5B-DTS имеет следующие технические характеристики:

  • Измеряемый диапазон температур: -40 … +300°C (в зависимости от параметров волокна). -40…150°C для стандартного одномодового волокна SMF-28.
  • Относительная погрешность измерения температуры при длине кабеля-датчика 4км: ±0.4°C при пространственном разрешениии 0.5м, ±0.1°C при пространственном разрешениии 8м. Подробнее на рис. 1.
  • Абсолютная погрешность измерения температуры: ±5°C.
  • Пространственное разрешение: от 0.5м (кабель датчик 4 км).
  • Длина волокна кабеля-датчика: до 16 км.
  • Тип волокна кабеля датчика: одномодовое, 9/125мкм (SMF-28)
  • Оптический коммутатор 8×1 для подключения 8 кабелей-датчиков (измерение в мультиплексном режиме)
  • Интерфейс передачи данных и управления: Ethernet 1000Base-T.
  • Питание 220В переменного или постоянного тока
  • Устройство малочувствительно к перепадам температуры и вибрациям.
  • Программное обеспечение собственной разработки и операционная система с открытым кодом (Linux).
  • Интерфейс пользователя реализован на стандартном удаленном компьютере (не входит в комплект поставки). Позволяет наблюдать в графическом виде изменение температуры во всех точках контролируемого волокна, включая историю изменений.
  • Корпус 19″. базовый блок (1U) и встроенный калибровочный термостат и оптический коммутатор (3U).
  • Условия эксплуатации: температура окружающей среды: 0..+30°С, влажность до 95%