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分布式光纖溫度傳感器系統(tǒng)的技術(shù)原理是什么？
2013-05-19
該技術(shù)主要依據(jù)光纖的光時域反射(OTDR)和光纖的背向喇曼散射溫度效應(yīng)。激光脈沖射入光纖內(nèi)部，光子與光纖材料分子在內(nèi)部相互作用，一部分光被反射回來，反射光攜帶著被散射光子運(yùn)動的熱信息。因此，被反射回來光的光譜攜帶了光纖的溫度信息，可以測量沿光纖每一點(diǎn)的溫度。
光譜的分析包括激光在光纖中的傳播速率，通常(像雷達(dá)原理)和光的速度一樣，用很短的時間間隔(比如1米)去掃描整個光纖的長度，根據(jù)這樣沿光纖的溫度分布就可以決定了。需要提出的是所測得的每一點(diǎn)溫度是一段光纖上的平均溫度。由于光的速度很快，因此一條數(shù)千米長的光纖可以在不到一秒的時間內(nèi)掃描完畢。
分布光纖溫度傳感技術(shù)設(shè)備包括兩部分：傳感光纜和主機(jī)。光纜里面通常有若干根光纖組成，光纖是溫度敏感材料，因此沿著光纖(光纜)可以連續(xù)測量任意一點(diǎn)的溫度。這就是一種研究溫度變化的設(shè)備。
能感受規(guī)定的被測量并按照一定的規(guī)律轉(zhuǎn)換成可用輸出信號的器件或裝置。通常有敏感元件和轉(zhuǎn)換元件組成。
① 敏感元件是指傳感器中能直接(或響應(yīng))被測量的部分。
② 轉(zhuǎn)換元件指傳感器中能較敏感元件感受(或響應(yīng))的北側(cè)量轉(zhuǎn)換成是與傳輸和(或)測量的電信號部分。
③ 當(dāng)輸出為規(guī)定的標(biāo)準(zhǔn)信號時，則稱為變送器。
2.測量范圍
在允許誤差限內(nèi)被測量值的范圍。
3. 量程
測量范圍上限值和下限值的代數(shù)差。
4. 精確度
被測量的測量結(jié)果與真值間的一致程度。
5.重復(fù)性
在所有下述條件下，對同一被測的量進(jìn)行多次連續(xù)測量所得結(jié)果之間的符合程度：
相同測量方法：
相同觀測者：
相同測量儀器：
相同地點(diǎn)：
相同使用條件：
在短時期內(nèi)的重復(fù)。
6. 分辨力
傳感器在規(guī)定測量范圍圓可能檢測出的被測量的最小變化量。
7. 閾值
能使傳感器輸出端產(chǎn)生可測變化量的被測量的最小變化量。
8. 零位
使輸出的絕對值為最小的狀態(tài)，例如平衡狀態(tài)。
9. 激勵
為使傳感器正常工作而施加的外部能量(電壓或電流)。
10. 最大激勵
在市內(nèi)條件下，能夠施加到傳感器上的激勵電壓或電流的最大值。
11. 輸入阻抗
在輸出端短路時，傳感器輸入的端測得的阻抗。
12. 輸出
有傳感器產(chǎn)生的與外加被測量成函數(shù)關(guān)系的電量。
13. 輸出阻抗
在輸入端短路時，傳感器輸出端測得的阻抗。
14. 零點(diǎn)輸出
在市內(nèi)條件下，所加被測量為零時傳感器的輸出。
15. 滯后
在規(guī)定的范圍內(nèi)，當(dāng)被測量值增加和減少時，輸出中出現(xiàn)的最大差值。
16. 遲后
輸出信號變化相對于輸入信號變化的時間延遲。
17. 漂移
在一定的時間間隔內(nèi)，傳感器輸出終于被測量無關(guān)的不需要的變化量。
18. 零點(diǎn)漂移
在規(guī)定的時間間隔及室內(nèi)條件下零點(diǎn)輸出時的變化。
19. 靈敏度
傳感器輸出量的增量與相應(yīng)的輸入量增量之比。
20. 靈敏度漂移
由于靈敏度的變化而引起的校準(zhǔn)曲線斜率的變化。
21.熱靈敏度漂移
由于靈敏度的變化而引起的靈敏度漂移。
22. 熱零點(diǎn)漂移
由于周圍溫度變化而引起的零點(diǎn)漂移。
23. 線性度
校準(zhǔn)曲線與某一規(guī)定只限一致的程度。
24. 菲線性度
校準(zhǔn)曲線與某一規(guī)定直線偏離的程度。
25.長期穩(wěn)定性
傳感器在規(guī)定的時間內(nèi)仍能保持不超過允許誤差的能力。
26. 固有憑率
在無阻力時，傳感器的自由(不加外力)振蕩憑率。
27. 響應(yīng)
輸出時被測量變化的特性。
28.補(bǔ)償溫度范圍
使傳感器保持量程和規(guī)定極限內(nèi)的零平衡所補(bǔ)償?shù)臏囟确秶?/div>
29. 蠕變
當(dāng)被測量機(jī)器多有環(huán)境條件保持恒定時，在規(guī)定時間內(nèi)輸出量的變化。
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