对于高分辨率温度场测绘光纤分布式传感器

1.选择最佳的传感器类型应用请根据采样速度和数据点的数量之间的权衡传感器长度。 注意：一个询问器样品传感器高达50米的长度在2.5赫兹和分辨率<10毫米而其它样品传感器高达10米的长度为5 mm的分辨率和100Hz。 选择基于服务温度限制，时间响应，湿度敏感性，和安装配置（裸或毛细管）要求的类型的单模光纤的。 注意：在这里我们使用了直径为155微米的聚酰亚胺涂层单模商业电信光纤。 注意：请参阅表1和2，因为我们已经在我们的实验室中使用的纤维和结构的例子。 2.试验段安装光纤通过除去长玻璃侧板的一个开口测试部分。 钻头直径1毫米的孔在侧壁下盖3毫米线锚（ 图3）。 注：锚认为，支持传感器钢丝。锚间距可以按照试验部分的尺寸和从流预期动态加载而变化。这里使用20mm的节距被证明与在流最小的振动稳定接近1米/秒。振动腐败DTS信号，并与长传感器15,16更多的问题。 串穿过试验段的直径127微米的钢丝段通过在罐的两端将其直接连接到一个黄铜锚。重复，直到共有横跨罐串成47线段是。 使用通信/电工剪刀储备接续连接器和光纤端接要消耗削减50米光纤（可能<0.5米的而是依靠熟练的拼接）。收集在一个小阀芯这种光纤，在〜直径为50毫米。 铺设所述第一传感器段在选定测量温度机智的区域的一个边缘小时传感器阵列。 注：在第一个段被固定在适当的位置后，将纤维将被循环用于与相邻段，固定在适当位置，并且分配用于在反复的过程，建立该阵列，直到所用的所有的纤维的下段更多的纤维。 织纤维的上方和相邻电线下面，根据需要从罐的一侧从卷轴工作到其他，分配光纤。 注：纤维垂直于丝为如图3与编织中的另一个方向和流量支撑它克服重力的力。 第一个光纤段的每一端连接到传统的透明胶带或聚酰亚胺薄膜胶带盖子。阵列的第一区段现在已经到位。 注意： 不要安装传感器绷紧像吉他弦，而是足以绷紧是直的，并采取了明显的松弛。如果传感器被张紧，在支撑小变形， 例如 ，热EXPAN盖子的锡永，将改变这种紧张和产生异常的信号偏移和测量误差。 环路光纤180度，以将其返回给下一个段，如图所示。 4，并将其在10毫米从第一段的距离的磁带在盖。 注：最小化环直径，因为它是“浪费纤维”（不是阵列的一部分），但它应是可容忍的应力大约30毫米或更多。这里使用的纤维已经耐受30毫米直径的环数月，没有明显的信号损失，但限制将与纤维类型而变化。对于此处使用的纤维，制造商指定的“短期的”弯曲半径极限为≥10mm，并且“长期”限制为≥17毫米。 再次编织网之间的纤维朝向位置的罐和磁带的相对侧。重复循环，盘带和织造工艺，直到用完所有的光纤。 3.接头连接和Termina重刑光纤拼接LC型单模连接器连接到使用以下制造商的说明17熔接的光纤的一端。 切断与电工/通信剪刀〜0.25米终止纤维并用下列制造商的说明书一熔接拼接到光纤的另一端，一次。 注意：此组件（纤维，连接器，和终止）现在将被称为“传感器”。终止纤维从激光脉冲分散残留信号，以防止其返回到询问器。 4.传感器配置堵塞传感器插入读写端口的LC型的连接器端和启动配置软件。 选择“获取”（从温度数据不同），扫描完成时自动显示生成传感器振幅数据。 注意：具有良好的接头传感器将拥有该基因的痕迹图劳尔埃特性。 5。一个可怜的拼接可以通过在连接器预计模糊的本底噪声或显性反射表示。如果一个贫穷的拼接之嫌，回到步骤3，重复拼接过程。 通过拖动显示在屏幕上的传感器的开始和红色光标到结束黄色光标选择传感器的活性部分。 给传感器的名称，然后选择“保存文件传感器”。 注：现在配置并准备使用的传感器。 关闭组态软件，并切换到测量软件。 试验段中的5 MAP传感器位置开始审讯测量软件和加载刚刚配置的传感器。 烙铁连接到设置为〜40％的可变变压器，预热5-10分钟。 注：烙铁映射产生局部温度尖峰。烙铁可一个ELT纤维涂层和破坏传感器，具有低变压器的设置开始，只用足够的力量来获得清晰的尖峰。一个10〜20℃，足以秒杀这个过程。 在读写器软件中选择“测量”绘制屏幕上的实时数据。 缩小，以显示在屏幕上的整个传感器。 容纳邻近传感器烙铁并简要从那里它符合盖子（ 图4）的排气触摸它在第一映射点，此处的段最远。 通过软件测试部分中的相应的物理位置沿着指示的温度峰值记录位置。 重复5.5-5.6所有49段的结束点映射。 6.传感器基线：链接到绝对温度位置的一个或多个温度的标准， 例如 ，TC或电阻温度检测器（RTD）时，DTS邻近充当联的DTS读数绝对德标准温度。 通过更换在步骤2.1除去长玻璃侧板关闭油箱。 通过在毯子或常规隔热板包裹它隔离罐，并允许它放置过夜建立的等温气氛。 启动读写器软件，选择“基线”（或“皮重”），并同时注意/录制TC（或RTD）读数。当软件与基线完成后，选择“测量”绘制实时数据来检查基线的质量。 注意：此关键步骤确定DTS的基线和信号现在应指示为零， 即 ，ΔT（x）= 0±度的一小部分。从现在开始，如罐温度从基准温度发散信号会有所不同：ΔT（x）的= T（x）的绝对 – T的基础上 ，其中T（x）的绝对值是沿纤维和T 基的绝对温度为基准温度6,18。如果测试section是非等温，T 基地将位置的函数， 即 T 基 （X），除非T 碱基 （X）与一个以上的TC或RTD（见讨论部分）映射的精度将受到影响。 不要动或触摸传感器，直到第7步完成。以任何方式使劲就可以引入可能会降低测量精度偏移。 检查活信号，它不应该从零远漂移。如果漂移过大的应用程序（我们的极限大约是0.5°C〜后5分钟），允许试验段更多的时间来达到热平衡和/或改善绝缘（参见下面的注释），然后重复步骤6.4。 注意：信号质量是总是立即最好基线后，将根据不同的测试部分内的温度分布随时间漂移。基衬之前良好的绝缘性和长期的等待期将减少漂移和测量误差。相当大的，快速的漂移显示测试部分不温，这将最终导致不准确的测量。 选择在询问器软件的记录功能和记录的DTS数据的10-100扫描只是用来产生基线相同的停滞，在等温条件。记录还TC / RTD读数。 注：这是可能由从应变测试部分或支柱，流动或意外变形而产生偏移后测检查储备数据。 7.运行测试接通压缩机产生的空气流，并调整流量控制器以1.25千克/秒给每个信道相匹配的流速。 注：平均入口速度为1.1米/秒和雷诺数为10,000。 设置加热器功率为600瓦到暖东喷射20℃的西射流，这是在环境温度以上。 让系统运行在一夜之间达到平衡。 第二天，检查现场DTS信号来评估的噪音水平。选择传感器“计升ength“的软件来实现可接受的噪声水平（30毫米计此处使用）。 注：量具长度对应于传感器的空间分辨率。在一般情况下，信号噪声随着距长度减小，并且作为流动引发的振动增大（见的用户指南和参考文献13和14）。 在4赫兹登录DTS 2000扫描。 关闭加热器功率和气流。让坦克坐过夜，以达到平衡并记录10-100 DTS扫描，以补充保存后测预测试数据集偏移检查。 8.数据分析选择在询问器软件的主窗口中的后处理的功能，并导入试验数据，这是在一个专用的二进制格式。 导出的数据为可由常规电子表格程序被读出的纯文本文件。 注：此数据代表沿纤维，其中ΔT（x）= T（x）的ABS测量ΔT – T的基地 。它不包含任何引用在试验部分的位置（参照图6）。更多详细信息，询问用户指南和参考文献6和16这步和下一个可用。 导入文本数据转换成传统的电子表格，并加入t 基准 ，通过TC或RTD步骤6.4测量，将所有数据转换为绝对温度。 注：转换到绝对温度是一个简单的单值偏移校正：T（x）的ABSΔT=（X）+ T 基线 ，因为我们已经规定，试验段基线时是等温的。 使用电子表格软件或类似的数据处理程序，以分解T（x）的数据，并将其映射到像在图7和8中所示的测试部分内的物理位置。 注意：程序将利用与在步骤5烙铁收集的数据。