[实用新型]一种光纤分布式温度传感器和光纤分布式测温系统

说明书

技术领域

本实用新型涉及油田开采技术领域，尤其涉及一种光纤分布式温度传感器和光纤分布式测温系统。

背景技术

传统温度传感器的工作方式通常是点式的，只能测试一小部分区域，分布式光纤温度传感系统以光缆作为传感器，能够连续实时测温，是一种经济有效的测温方法。目前为止，在很多应用领域中，光纤温度传感系统已经替代以热电偶为基础的测温系统，被广泛应用在油气管道、电力系统和自动化控制中，其具有灵敏度高，抗电磁干扰，本质安全，重量轻，寿命长，可靠性高等优点。

从原理上说，光纤分布式传感器利用自发拉曼散射效应和OTDR(Optical Time Domain Reflectomete，光时域反射)技术对光纤所处的温度场进行测量。分布式测温系统首先向光纤中注入高能脉冲激光，并产生两束反向传输的不同频率的拉曼光，分别是波长较长、频率较小的斯托克斯光，以及波长较短、频率较大的反斯托克斯光。反斯托克斯光强往往小于斯托克斯光强。反斯托克斯光对温度敏感性要比斯托克斯光高数个数量级。为了消除激光器光功率以及其他系统误差，经常采用被检测点的反斯托克斯光功率和斯托克斯光功率的比值来计算温度。用注入脉冲光和收到反射光的时间差来计算被检测点的距离。

在现有的拉曼式光纤温度传感系统中，距离分辨率大概是1米量级，对于更小距离上的温度变化无法分辨，为提高距离分辨率，通常采用改善测温硬件系统和算法的方式，但由于测温硬件系统和算法的复杂度高，因此，提高距离分辨率的过程也相应的十分复杂，并且可靠性低。

实用新型内容

本实用新型通过提供一种光纤分布式温度传感器和光纤分布式测温系统，解决了现有技术的光纤温度传感系统改变距离分辨率的过程复杂的技术问题。

本实用新型实施例提供了一种光纤分布式温度传感器，包括传感器载体、传感光纤和传输光纤；

所述传感器载体上设置有光纤槽位，所述传感光纤环绕设置于所述光纤槽位内；

所述传输光纤的一端与所述传感光纤相连，所述传输光纤的另一端用于与测温硬件系统相连。

优选的，所述光纤槽位为环绕式光纤槽位。

优选的，所述环绕式光纤槽位中各槽位之间的间距相同。

优选的，所述环绕式光纤槽位包括具有第一环绕密度的第一组槽位和具有第二环绕密度的第二组槽位，其中，所述第一环绕密度与所述第二环绕密度不同。

优选的，还包括光纤耦合器，所述传输光纤通过所述光纤耦合器与所述传感光纤相连。

优选的，在设置有所述传感光纤的所述传感器载体的外部覆盖有热传导层。

优选的，所述传感器载体为柱体。

优选的，所述传感器载体为圆柱体或椭圆柱体。

优选的，所述传感光纤为抗弯曲光纤。

基于同一构思，本实用新型实施例还提供一种光纤分布式测温系统，包括如上所述的光纤分布式温度传感器，以及测温硬件系统，其中，所述光纤分布式温度传感器与所述测温硬件系统相连。

本实用新型实施例中的一个或多个技术方案，至少具有如下技术效果或优点：

通过在传感器载体上设置光纤槽位，将传感光纤环绕设置于所述光纤槽位上，利用传输光纤能够将传感光纤与测温硬件系统相连，传感光纤在与检测环境达到热平衡后，产生相应的拉曼光，传输光纤将采集到的来自传感光纤的温度信号传输给测温硬件系统，从而完成检测环境温度的测量，通过调节传感光纤在传感器载体上的环绕密度，能够对距离分辨率进行调节，环绕密度越小，则距离分辨率越高，本申请的光纤分布式温度传感器能够实现灵活的对距离分辨率进行调节，调节过程简单，可靠性高，并且能够具有较高的距离分辨率。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据提供的附图获得其他的附图。

图1为本实用新型实施例中光纤分布式温度传感器的结构示意图；

图2为本实用新型实施例中传感器载体1为椭圆柱体的光纤分布式传感器的结构示意图；

图3为本实用新型实施例中具有不同距离分辨率的光纤分布式温度传感器的结构示意图。

其中，1为传感器载体，2为传感光纤，3为传输光纤。

具体实施方式