Was ist verteilte Temperaturmessung?
Bei der verteilten Temperaturmessung werden Glasfaserkabel verwendet, um Temperaturunterschiede in elektrischen Systemen, Tunneln, unterirdischen Brunnen und Seen oder Bächen zu erfassen. Glasfaserkabel übertragen mit einem Laser eine bestimmte Lichtwellenlänge entlang der Kabellänge. Änderungen der Dehnung oder der Temperatur führen zur Streuung des Laserlichts, und Detektionssysteme und Software ermöglichen die Bestimmung des Ortes und des Betrags der Temperaturdifferenz mit hervorragender Genauigkeit.
Mit der Glasfaser-Temperaturmessung können die Temperaturen über große Entfernungen überwacht werden. Dies macht sie zu einer idealen Technologie für die Temperaturüberwachung in entfernten oder unterirdischen Anwendungen. Die Lichtstreuungseigenschaften von Glasfasern können auch die Kabelbelastung sowie die Temperaturen messen. Die verteilte Temperaturmessung kann mit einer Dehnungsmessung zur Überwachung von Rohrleitungen oder Dämmen auf Undichtigkeiten kombiniert werden.
Bei Glasfaserkabeln werden Siliziumdioxidglasfasern mit einer bestimmten molekularen Anordnung verwendet, die es dem Laserlicht ermöglichen, lange Strecken mit geringer Verringerung der Festigkeit zurückzulegen. Lokale Temperaturen außerhalb des Glasfaserkabels verändern die Molekularstruktur der Glasfasern und können durch entsprechende Änderungen des an beiden Enden des optischen Kabels gemessenen Rückstreulichts gemessen werden. Mit Lichtdetektoren und Softwareprogrammen wird die gestreute Lichtmenge und damit die lokale Temperaturänderung gemessen und quantifiziert. Die Eigenschaften des Glasfaserkabels erlauben es auch, den Ort der Temperaturänderung mit guter Genauigkeit zu berechnen.
Es wurden verteilte Temperatursensorsysteme eingesetzt, die Temperaturen über Entfernungen von mehr als 30 km überwachen können. Glasfasern sind in der Regel langlebig, widerstandsfähig gegen elektrische Störungen und können bei Temperaturen von mehr als 370 ° Celsius (700 ° Fahrenheit) eingesetzt werden. Im Gegensatz zu Thermoelementen oder Infrarot-Temperatursystemen ist die verteilte Temperaturerfassung über die gesamte Glasfaserlänge kontinuierlich. Die Software kann die Temperaturen überall im Glasfaserkabel kontinuierlich anzeigen, nicht nur an bestimmten Stellen.
Das einzige Material, das über große Entfernungen installiert werden muss, ist das optische Kabel. Mit den Überwachungssensoren und der Softwareanalyse, die zusammen mit den Laserübertragungsgeräten installiert werden, sind die Installations- und Wartungskosten gering. Faseroptische Lichtstreuungseffekte erfordern keine exotischen Materialien oder Spezialkabel, so dass Glasfaserkabel, die für die Telekommunikation verwendet werden, theoretisch auch zur Überwachung von Temperaturen verwendet werden können. Diese Kombination von Anwendungen für Glasfasern erlebte zu Beginn des 21. Jahrhunderts ein wachsendes Interesse an der Umweltüberwachung von Land- und Wasserressourcen, insbesondere weil sich Glasfasernetzwerke für Hochgeschwindigkeitstelekommunikation und Internetkonnektivität schnell ausgebreitet haben.