Принцип действия системы основан на эффекте Рамана или комбинационном рассеянии, которое возникает при неупругом рассеянии фотонов входного светового импульса на атомах колеблющихся молекул. В результате возникают фотоны как с меньшей энергией, чем у входного импульса, то есть с большей длиной волны, так называемые стоксовские компоненты, так и с большей энергией, то есть с меньшей длиной волны - антистоксовские. Наиболее чувствительны к изменению температуры антистоксовские компоненты, причем мерой температуры является отношение интенсивности антистоксовской компоненты к интенсивности стоксовской.

Структура системы состоит из размещенного в одном монокорпусе блока формирования сигнала с частотным генератором, лазера, оптического модуля (от 1 до 8 каналов), приемного блока и блока микропроцессора (далее - блок опроса), а также специализированного одномодового или многомодового волоконно-оптического кабеля в качестве температурного датчика. Частотно-модулированный свет лазера направляется в световод кабеля, после чего в любой точке вдоль волокна возникает комбинационный рассеянный свет, излучаемый во всех направлениях. Часть комбинационного рассеянного света движется в обратном направлении к блоку формирования сигнала. Затем выполняется спектральная фильтрация света обратного рассеивания, его преобразование в измерительных каналах в электрические сигналы, усиление и электронная обработка. Микропроцессор проводит расчет преобразования Фурье. В качестве промежуточного результата получают кривые комбинационного обратного рассеивания, как функцию длины кабеля. Амплитуда кривых обратного рассеивания пропорциональна интенсивности соответствующего комбинационного рассеивания. Из отношения кривых обратного рассеивания получают температуру волокна вдоль всего световодного кабеля.

Волоконно-оптический датчик представляет собой полиамидное оптическое волокно в стальной защитной оболочке, на которую спирально наложены два слоя брони из проволоки из нержавеющей стали.

В состав системы опционально входит автоматизированное рабочее место (АРМ) оператора, поддерживающее связь с блоком опроса системы и прочими устройствами локальной сети предприятия, в пределах которого система находит применение. АРМ оператора представляет собой персональный компьютер, на котором настроено подключение к блоку опроса системы с целью удалённого управления и сбора результатов измерений.

В зависимости от пространственного разрешения, количества оптических каналов и типа волоконно-оптического кабеля системы термометрии волоконно-оптические распределенного типа СТВОР имеют следующие исполнения:

СТВОР -х1-х2-х3м,

где: х1 - пространственное разрешение, м (1; 2; 4);

Х2 - количество оптических каналов (1; 2;.. .8);

хз - тип оптического волокна (м - многомодовое, о - одномодовое).

Общий вид блока опроса системы представлен на рисунках 1-2. Фотография общего вида волоконно-оптического кабеля системы в металлической оболочке приведена на рисунке 3. В зависимости от диапазона измерений кабели могут быть выполнены в защитной оболочке, отличной от приведенной на фотографии.

Зав. № 0014

Диапазон измерения

Разрешение

Точность

Длина чувствительного элемента

Тин оптического волокна Количество каналов Напряженке питания Потребляемая мощность ^^^^^^^^^^^СделановРосснн

ООО «ЭГТС-Электро». г. Казань

Система термометрии волоконно-оптическая распределенная в соответстпни ТУаб. 51.52.190-003-40659034-20 it

СТВОР-2-1-ОМ

Дата 09/ 2020 г. -55 +30°“С 2 М

±1*с до ю км одномод

Рисунок 1 - Общий вид блока опроса системы (лицевая сторона)

Рисунок 2 - Общий вид блока опроса системы (тыльная сторона)

Рисунок 3 - Общий вид волоконно-оптического кабеля системы

Пломбирование компонентов системы не предусмотрено.

Комплектность системы приведена в таблице 4. Таблица 4

Метрологические и основные технические характеристики систем приведены в таблицах 2 и

3.

Таблица 1 - Метрологические характеристики

Таблица 3 - Основные технические характеристики