SensorTran 分布式光纤测温系统
分布式光纤测温（DTS）系统简介
分布式光纤测温（Distributed Temperature Sensing）（DTS）技术示范成功最早是在1981，Southampton大学在通讯光纤上测试成功。但是当时的测试是在一个有限的长度内、有限的温度变化内和使用特定的光纤进行的，得到的结果还算令人满意，但是离实际应用还有很多问题需要解决。在随后的近15年的时间里，随着测量手段的不断完善和计算机技术的飞速发展，分布式光纤测温技术最终走出了实验室，目前它被广泛的应用于各种工业测温应用。
DTS系统的优点
DTS系统的标准配备主要由两部分构成：主机和传感器。主机由工业计算机、光器件、激光源等部分组成，他们被集成在机箱内，主要用于整个系统的参数配置、信号采集、信号分析和分析结果输出等功能；传感器所采用的是光纤光缆作为线型传感器，光缆里面通常有若干根光纤，一根光缆可以长至数公里，甚至数十公里，通过分析光纤内不同位置上的光散射信号得知相应的温度和位置信息。DTS系统可以准确地测量整根光纤上成千上万点的温度和位置信息。
DTS系统使用光纤作为传感器，由于光纤固有的优良特性，所以DTS系统有很多先天的优点：
? 在分布式光纤探测系统中，光纤既是传感器又是通讯通道，不再需要其它的电子或测量装置；
? 一根光纤能够提供上万个测量点的信息，安装快捷简便且成本低廉，几乎无需维护；
? 光纤具有耐高温（能够承受超过350℃的高温）、抗腐蚀、抗雷击和长寿命的特质，适用于各种复杂有害或恶劣环境；
? 光纤具有抗射频和抗电磁干扰的特质，适用于高压设备；
? 光纤具有无静电、无辐射的特质，不会产生电火花，适用于易燃环境；
? 光纤本身轻细纤柔，光纤传感器的体积小，重量轻，不仅便于布设安装，而且对埋设部位的材料性能和力学参数影响甚小，能实现无损埋设等。
DTS系统主要应用
? 高压电缆温度监测；
? 大型变压器的温度监测；
? 各种管道（天然气、石油等）泄漏监测；
? 建筑物防火监测；
? 大型工厂（化工厂电厂）重点设备（炼炉、煤炭传送）温度监测，或生产过程的温度监测；
? 各种遂道（高速公路、地铁、铁路等）防火监测；
? 大坝的泄漏和温度检测；
? 油田和天然气竖井的温度检测等。
一、SensorTran 分布式光纤测温系统电缆检测应用
1. SensorTran电缆监测系统和主要技术参数
1.1 SensorTran 5100 系列产品简介
SensorTran 系列分布式光纤测温（DTS）产品最早是为了满足美国宇航局（NASA）下一代航天飞机X-33的温度检测需求而设计的。1998年，该产品通过了NASA高规格的技术要求标准。1999年，产品被推向市场。至今已经取得了巨大的成功，产品遍布全球几十个国家，为各种基于温度检测的工业需求提供了稳定、可靠和经济的解决方法。2003年该产品在SensorTran 5000的基础之上进行了技术升级。最新的SensorTran5100系列产品细化了产品类别，融入了最新的计算机和光信号处理技术，它更贴近客户需求。
图例 5 X-33
SensorTran系统基于目前先进的光纤、激光和信号处理技术。采用光纤作为温度信息采集的传感器。通过测量入射激光在光纤中不同距离处产生的散射波，测知延光纤分部的上万点的实时温度信息。
有别于其它在大学实验室的试验成果基础之上的商业化产品。SensorTran系统是为满足航天要求而开发。因此该产品在设计之初就将产品的稳定性和高性能作为宗旨。它具有其它产品无法比拟的高稳定性和高可靠性，加之光纤抗腐蚀、耐高温、无静电和无辐射的特质，该系统具有广泛的应用空间。典型的应用包括电缆、油或气竖井、消防、管道泄漏、各种隧道、大型工厂、大坝和生产过程等的测温监测。
下图为SensorTran 5100系列产品的机柜式和便携式产品示例：
图例 6机柜式 图例 7 便携式
二、SensorTran 分布式光纤测温系统消防领域应用
1. SensorTran消防监测系统和主要技术参数
1.1 SensorTran 5100 系列产品简介
SensorTran 系列分布式光纤测温（DTS）产品最早是为了满足美国宇航局（NASA）下一代航天飞机X-33的温度检测需求而设计的。1998年，该产品通过了NASA高规格的技术要求标准。1999年，产品被推向市场。至今已经取得了巨大的成功，产品遍布全球几十个国家，为各种基于温度检测的工业需求提供了稳定、可靠和经济的解决方法。2003年该产品在SensorTran 5000的基础之上进行了技术升级。最新的SensorTran5100系列产品细化了产品类别，融入了最新的计算机和光信号处理技术，它更贴近客户需求。
图例 5 X-33
SensorTran系统基于目前先进的光纤、激光和信号处理技术。采用光纤作为温度信息采集的传感器。通过测量入射激光在光纤中不同距离处产生的散射波，测知延光纤分部的上万点的实时温度信息。
有别于其它在大学实验室的试验成果基础之上的商业化产品。SensorTran系统是为满足航天要求而开发。因此该产品在设计之初就将产品的稳定性和高性能作为宗旨。它具有其它产品无法比拟的高稳定性和高可靠性，加之光纤抗腐蚀、耐高温、无静电和无辐射的特质，该系统具有广泛的应用空间。典型的应用包括电缆、油或气竖井、消防、管道泄漏、各种隧道、大型工厂、大坝和生产过程等的测温监测。
下图为SensorTran 5100消防监测系列产品示例
三、SensorTran 分布式光纤测温系统石油和天然气领域应用
1.DTS系统主要应用在以下一些方面：
? 高压电缆及沟道温度监测；
? 大型变压器的温度监测；
? 各种管道（天然气、石油等）泄漏监测；
? 建筑物防火监测；
? 大型工厂（化工厂、炼油厂、电厂等）重点设备（炼炉、煤炭传送、反应炉、储油罐等）温度监测，或生产过程的温度监测；
? 各种遂道（高速公路、地铁、铁路等）防火监测；
? 大坝的泄漏和温度检测；
? 石油和天然气井的温度检测等。
SensorTran DTS系统在石油、天然气领域的应用，按照监测对象的不同，可分为以下几类：
n 竖井温度监测
n 管道、容器渗漏及温度监测
n 火情预警、探测
在油、气井的温度监测方面，SensorTran DTS 有助于更好了解任何时刻、油井中任何位置的状况和事件，方便做出正确的判断，减少操作花费和增加油井产量。可以在不干涉油井生产前提下，检测油井状况，在问题变得严重之前加以识别和处理，主要应用如下：
泄漏和流体监测：
Ø 定位管道和设备泄露
Ø 检测护套外流动状况
Ø 识别串流
油井寿命内优化多层的生产：
Ø 识别水或气体注入/突破
Ø 监测贡献区域的变化
Ø 监测蒸汽驱和蒸汽辅助重力泄油
检验井下实时操作效率：
Ø 确认注入物的情况
Ø 监测胶接工作，确认水泥顶
Ø 确认气举阀操作
SensorTran DTS 综合了多年来这个领域的经验，改善油田测量的可靠性，在石油和天然气应用方面提供了高成本效益的性能。此外，DTS测量所用的光纤既是传感器，也是数据通信通道。不需要其它的井下测量器件。光纤被装在保护套管中，在油井中就如同一根控制线。合理安装的普通光纤能耐受井下温度达350℃，如果选用特制的光纤温度最高可达1500℃。
在管道、容器的渗漏及温度监测方面，SensorTran DTS能够提供管道、容器的全方位的实时温度信息，生成一目了然的图表，以便及时发现温度异常点和泄漏点并精确定位，而且对微小热点也非常敏感。
在火情预警、探测方面，SensorTran DTS除具备传统火情探测系统的优点外，还具有测点多，无盲点，实时性强，预测准确，警报设置和系统部署灵活，能得到火情发生、移动和蔓延的追踪等优点。
2. 石油和天然气井的温度监测
2.1 SensorTran DTS 在石油、天然气井的应用优点
Ø 把主要的监视花费从日常作业费用转移到基建费用 (仅占基建费用的很小一部分) 。
Ø 提供实时监视数据——不需等待2年(事件一发生就被监控到– 采取立即的措施)。
Ø 不需油井停工来监测 (安全, 无产量损失)。
Ø 为每一口被监测的油（气）井建立专门的性能资料。
Ø 每一套设备能监测25个口油（气）井
Ø 自动地搜集/传送数据
Ø 数据整合到操作员的系统，用于分析和优化