本實用新型專利技術涉及一種分布式光纖傳感的空間分辨率標定裝置。本實用新型專利技術的目的是提供一種易于理解和操作的分布式光纖傳感的空間分辨率標定裝置，客觀、準確地對各種類型分布式光纖傳感儀器的空間分辨率進行標定，為技術人員進行儀器選購、性能評測、監測設計、測量和數據分析等工作提供參考。本實用新型專利技術的技術方案是：一種分布式光纖傳感解調儀的空間分辨率標定裝置，其特征在于：具有一分為二的水浴箱，一側為低溫箱，另一側為配置加熱器的高溫箱，水浴箱上配有蓋板；在水浴箱內、中間隔板的兩側均豎直放置盤線架。本實用新型專利技術適用于對ROTDR（拉曼光時域）、BOTDA/BOTDR（布里淵光時域）等解調儀器的空間分辨率進行標定。（*該技術在2022年保護過期，可自由使用*）
【技術實現步驟摘要】
本技術涉及一種分布式光纖傳感的空間分辨率標定裝置。適用于對ROTDR(拉曼光時域)、B0TDA/B0TDR (布里淵光時域)等解調儀器的空間分辨率進行標定。
技術介紹
分布式光纖傳感是一種基于光時域分析技術，通過對光纖中的背向散射光進行解調，獲取光纖沿線連續的溫度和應變分布信息的技術。目前成功投入商業化應用的主要有ROTDR (拉曼光時域、溫度監測)技術和B0TDR/B0TDA (布里淵光時域、應變和溫度監測)兩類，過去十年來，在石油開采、火災預警、結構健康監測等領域得到了較廣泛的應用。分布式光纖傳感最大的優勢是不再局限于某個測點，一次測量即可獲得數百米甚至數公里范圍的所有信息，在安全監控領域，有助于更全面、有效地對工程運行安全狀態進行評估，在事故發生前進行預警。·相比傳統點式傳感器，分布式光纖傳感所采集的信號是自發或受激散射光、且通過光的時差定位，因此有許多獨特的技術指標，其中最重要的一項是空間分辨率(SpatialResolution)，它不只是距離和空間的概念，還決定是否能準確分辨局部信息和測量精度。一般來說，只有當光纖上產生的應變或溫度改變的范圍大于所設定的空間分辨率時，該變化量才能被準確地檢測出來。空間分辨率越小，對局部異常的敏感程度越高，實測精度越有保障。空間分辨率主要由解調儀發射的脈沖光寬度所決定，受激光源、調幅器、電路帶寬、采樣速度、散射光特性等影響，目前的商業產品中，ROTDR和BOTDR儀器的最高空間分辨率為Im (對應脈沖光寬度10ns)，BOTDA儀器的最高空間分辨率為O. Im (對應脈沖光寬度InsX由于空間分辨率的原理較復雜，而且是分布式光纖傳感特有的技術參數，因此雖然空間分辨率甚至會對測量精度產生影響，但仍容易被部分儀器使用者所忽視。分布式光纖傳感技術各項指標的定義和評價方法，尚無規范可循，對儀器實際空間分辨率性能的評定依據，各廠家的觀點也不完全相同，導致用戶在選購儀器、應用中進行設置、后期數據分析時產生困惑，不利于技術的普及推廣。
技術實現思路
本技術要解決的技術問題是針對上述存在的問題，提供一種易于理解和操作的分布式光纖傳感的空間分辨率標定裝置，客觀、準確地對各種類型分布式光纖傳感儀器的空間分辨率進行標定，為技術人員進行儀器選購、性能評測、監測設計、測量和數據分析等工作提供參考。本技術所采用的技術方案是一種分布式光纖傳感解調儀的空間分辨率標定裝置，其特征在于具有一分為二的水浴箱，一側為低溫箱，另一側為配置加熱器的高溫箱，水浴箱上配有蓋板；在水浴箱內、中間隔板的兩側均豎直放置盤線架。所述低溫箱與高溫箱內均安裝溫度計，底部均設有放水口。所述水浴箱箱體與蓋板內填充保溫材料。本技術的有益效果是采用該分布式光纖傳感的空間分辨率標定裝置，用戶在選購儀器、驗收、工程應用時，可準確地對不同的解調儀、或者同一儀器的不同設置進行空間分辨率的檢驗，由于裝置固定，因此標定成果受人為因素影響小。另一方面，生產廠家也可利用該裝置，從實用化的角度對儀器的空間分辨率進行評測，客觀、真實地陳述產品性倉泛。附圖說明圖I為本技術的A-A剖視圖。圖2為本技術的B-B剖視圖。圖3為本技術的C-C剖視圖。圖4為本技術中溫度臺階法的空間分辨率標定說明。圖5為本技術中熱點法的空間分辨率標定說明。具體實施方式如圖f圖3所示，本實施例中空間分辨率標定裝置具有一分為二的水浴箱，其中一側為低溫箱1，另一側為高溫箱2且其內配置加熱器9，加熱器9經導線連接水浴箱外的電源插頭10。在水浴箱內、中間隔板的兩側分別豎直放置一個盤線架7，根據需要可將適當長度的傳感光纖8固定在盤線架7上。低溫箱I與高溫箱2內均安裝溫度計6進行觀察，低溫箱I與高溫箱2底部設置放水口 11。在所述水浴箱頂部配有蓋板12。本實施例中水浴箱箱體由內殼5和外殼3組成，內殼與外殼之間填充保溫材料4，所述蓋板12內同樣填充保溫材料4。本實施例中標定ROTDR (拉曼光時域)時通常使用多模裸光纖，B0TDA/B0TDR (布里淵光時域)則通常使用單模裸光纖，具體根據分布式光纖傳感解調儀的要求選用。當空間分辨率> O. 2m時，采用該空間分辨率標定裝置的標定效果較好，操作方法有溫度臺階法和熱點法兩種，說明如下(I)溫度臺階法空間分辨率表現為系統完全地響應突然或階越溫度變化的一段距離，據此可采用溫度臺階法進行標定，方法如下I、首先將一條傳感光纖8固定在低溫箱I和高溫箱2內的盤線架7上，該傳感光纖一部分置于低溫箱I內，另一部分置于高溫箱2內；2、然后往低溫箱I中注入T1°C的水，高溫箱2內注水，經加熱器9加熱至T2°C ；3、檢測傳感光纖8的溫度分布曲線(如圖4所示)，該溫度分布曲線呈臺階形，并在臺階處表現為一條緩坡曲線，該處的理論溫度差ΛΤ=Τ2_Τ1，取實測溫度差1(Γ90%ΛΤ所對應的這段光纖長度為所述分布式光纖傳感解調儀的空間分辨率。測試過程中，Tl建議設置為(TC(冰水混合物)，Τ2建議設置25°C、50°C、75°C三檔，取最弱(最長)的一次成果，作為標定的空間分辨率。(2)熱點法空間分辨率的實際工程意義，是在空間上對差異信號反應的靈敏性，據此可采用熱點法進行標定，方法如下a、首先將一條傳感光纖8固定在低溫箱I和高溫箱2內的盤線架7上，在傳感光纖8線路中，取長度逐段遞增的Lf L3的各段置于高溫箱2中，所期望標定的空間分辨率應介于Lf L3之間(分別取略小于、等于、或略大于所期望標定的空間分辨率)，其余部分置于低溫箱I中，低溫箱中的每段光纖長度大于所期望標定的空間分辨率的3飛倍；b、往低溫箱I中注入T1°C的冰水混合物，高溫箱2內注水，經加熱器9加熱至T2°C ；C、檢測得傳感光纖8的溫度分布曲線(如圖5所示)，分別處于低溫箱I和高溫箱2傳感光纖的理論溫度差ΛΤ=Τ2-Τ1，分析實測的光纖溫度分布曲線在L2熱點位置，檢測到了理論AT的90%以上的溫差變化，評定該分布式光纖傳感解調儀的空間分辨率< L2 ;在LI熱點位置，沒有檢測出溫差或測值小于AT的90%，則評定該儀器的空間分辨率>L1。 測試過程中，Tl建議設置為(TC (冰水混合物)，T2建議設置25°C、50°C、75°C三檔，取最弱(最長)的一次成果，作為標定的空間分辨率。注意傳感光纖8應盡量保持自由狀態，彎曲半徑大于2cm，測試采樣點間距應不大于設置的空間分辨率的1/2。上述裝置及方法僅為本技術的較佳實施例而已，并不用以限制本技術，凡在本技術的精神和原則之內，所作的任何修改、等同替換、改進等，均應包含在本技術的保護范圍之內。權利要求1.一種分布式光纖傳感的空間分辨率標定裝置，其特征在于具有一分為二的水浴箱，一側為低溫箱(1)，另一側為配置加熱器(9)的高溫箱(2)，水浴箱上配有蓋板(12);在水浴箱內、中間隔板的兩側均豎直放置盤線架(J)。2.根據權利要求I所述的分布式光纖傳感的空間分辨率標定裝置，其特征在于所述低溫箱(I)與高溫箱(2)內均安裝溫度計(6)，底部均設有放水口(11)。3.根據權利要求I或2所述的分布式光纖傳感的空間分辨率標定裝置，其特征在于所述水浴箱箱體與蓋板(12)內填充保溫材料(4)。專利摘要本實本文檔來自技高網...
【技術保護點】
一種分布式光纖傳感的空間分辨率標定裝置，其特征在于：具有一分為二的水浴箱，一側為低溫箱（1），另一側為配置加熱器（9）的高溫箱（2），水浴箱上配有蓋板（12）；在水浴箱內、中間隔板的兩側均豎直放置盤線架（7）。
【技術特征摘要】
【專利技術屬性】
技術研發人員：崔何亮，張丹，王玉潔，
申請(專利權)人：中國水電顧問集團華東勘測設計研究院，
類型：實用新型
國別省市：
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