Способ измерения температурного распределения и устройство для его осуществления


 


Владельцы патента RU 2552222:

Общество с ограниченной ответственностью "ПетроФайбер" (RU)

Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано для распределенного измерения температуры в нефтяной, газовой промышленности, в электроэнергетике и так далее. Согласно заявленному способу регистрируют обратно рассеянное излучение на длине волны антистоксова комбинационного рассеяния с определением интенсивности антистоксова рассеяния излучения Ia. В процессе регистрации обратно рассеянного излучения на длине волны антистоксова комбинационного рассеяния дополнительно определяют интенсивность рэлеевского рассеяния излучения Ip от указанного импульсного оптического излучения. Последовательно во времени при генерировании вторым лазером импульсного оптического излучения проводят регистрацию обратно рассеянного излучения на длине волны антистоксова комбинационного рассеяния с определением интенсивности рэлеевского рассеяния излучения Ipa. Температуру Т определяют из отношения интенсивности антистоксова рассеяния излучения к интенсивности рэлеевского рассеяния излучения Ia/Ip, скорректированного с учетом интенсивности рэлеевского рассеяния излучения Ipa с условием, что температура Т пропорциональна математическому выражению. Технический результат - повышение чувствительности и точности измерений распределенного измерителя температуры при одновременном упрощении его конструкции. 2 з.п. ф-лы, 1 ил.

 

Предложение относится к измерительной технике и может быть использовано для распределенного измерения температуры в нефтяной, газовой промышленности, в электроэнергетике и так далее. Особо значительный эффект может быть получен от его использования при добыче и транспортировке вязкой нефти.

Известен способ измерения температурного распределения с использованием оптического волокна, в котором с помощью рефлектометрии во временной области получают значения интенсивности антистоксова комбинационного (рамановского) рассеяния света, зависящие от абсолютной температуры, и значения интенсивности стоксова комбинационного рассеяния света, практически не зависящие от температуры, и по отношению интенсивностей этих двух компонент судят о температуре на каждом виртуальном отрезке оптического волокна (патент GB 2140554, 1984).

Недостатком этого способа является низкая точность измерений, обусловленная ограничением вводимой оптической мощности из-за нелинейных эффектов в волокне, служащем чувствительным элементом.

Вторым недостатком данного способа является низкая точность измерения температуры при изменении дифференциального поглощения в оптическом волокне в процессе эксплуатации в агрессивной среде (высокая температура, присутствие молекулярного водорода). Под дифференциальным поглощением понимается различное поглощение на зондирующей и сигнальной (антистоксовой комбинационной) длинах волн. Отсутствие информации о дифференциальном поглощении и о его изменении в процессе эксплуатации не позволяет корректно строить температурное распределение вдоль оптического волокна.

Указанный второй недостаток частично устранен в известном способе, раскрытом в патенте (патент US 7585107, 2009). Данный способ позволяет учитывать дифференциальное поглощение за счет снятия рефлектограмм на трех различных длинах волн. Данные о температурном распределении получают путем деления сигналов антистоксова и стоксова рассеяний с коррекцией на дифференциальное поглощение.

Однако точность измерений в этом случае оказывается невысокой за счет указанных выше нелинейных эффектов, поскольку они проявляются, прежде всего, как нелинейное возрастание сигнала стоксова рассеяния. Использовать в этом случае указанный сигнал в качестве опорного становится нецелесообразно.

Известно устройство для измерения температурного распределения, содержащее зондирующий импульсный лазер, установленный с возможностью введения оптического излучения в первый порт оптического циркулятора или ответвителя, ко второму порту которого подключен чувствительный элемент в виде отрезка оптического волокна, спектральный демультиплексор, соединенный входом с третьим портом циркулятора или ответвителя, а выходом - с двумя фотоприемниками, каждый из которых подключен к аналого-цифровому преобразователю, связанному последовательно с цифровым процессором (US 7585107, 2009).

Недостатком известного устройства является сложность конструкции, обеспечивающей его осуществление, так как включает в себя три источника оптического излучения, работающих, в числе прочих, на нестандартных для техники оптической связи длинах волн.

Известное устройство не обеспечивает необходимую чувствительность и точность измерений температурного распределения.

Известно волоконно-оптическое устройство для измерения температурного распределения, содержащее импульсный источник зондирующего излучения, соединенный через направленный оптический ответвитель, отделяющий рэлеевскую компоненту с чувствительным элементом в виде оптического волокна и систему регистрации, включающую два фотоприемных модуля и узел обработки сигналов, вход синхронизации которого связан с импульсным источником зондирующего излучения, а к выходу направленного оптического ответвителя подключен последовательно один или более дополнительный направленный оптический ответвитель, отделяющий рэлеевскую компоненту, соединенный последовательно с одним или более направленным оптическим ответвителем, разделяющим стоксову и антистоксову компоненты рассеянного излучения и направляющим их по разным фотоприемным модулям, подключенным к узлу обработки сигналов. Для увеличения мощности импульсного источника зондирующего излучения последовательно ему введен волоконно-оптический усилитель. Для увеличения мощности импульсного источника зондирующего излучения последовательно ему введен полупроводниковый усилитель с волоконными выходами.

В другом варианте в это устройство дополнительно введены оптический коммутатор, имеющий два оптических входа и четыре выхода, два из которых соединены между собой, и полупроводниковый лазер, излучающий на длине волны антистоксовой компоненты, подключенный через циркулятор, к двум выходам коммутатора, один вход коммутатора подключен к фотоприемному модулю, принимающему антистоксову компоненту, второй вход коммутатора соединен с выходом направленного ответвителя, разделяющего стоксову и антистоксову компоненты (заявка RU 2009113245/28, 2010).

Недостатки известного устройства: сложная конструкция, низкая чувствительность и точность измерений температурного распределения ввиду использования стоксова рамановского излучения в качестве опорного.

Задачей настоящего изобретения является создание простого по конструкции устройства, обладающего высокой точностью измерения в условиях изменяющегося при эксплуатации дифференциального поглощения излучения в оптическом волокне.

Техническим результатом предлагаемой группы изобретений, одно из которых предназначено для осуществления другого, является повышение чувствительности и точности измерений распределенного измерителя температуры при одновременном упрощении его конструкции.

Технический результат достигается тем, что в способе измерения температурного распределения, включающем генерирование первым лазером импульсного оптического излучения, ввод этого излучения в чувствительное оптическое волокно, имеющее тепловой контакт с объектом измерения температурного распределения, регистрацию обратно рассеянного излучения на длине волны антистоксова комбинационного рассеяния с определением интенсивности антистоксова рассеяния излучения Ia и определение температуры Т, согласно предложению в процессе регистрации обратно рассеянного излучения на длине волны антистоксова комбинационного рассеяния дополнительно определяют интенсивность рэлеевского рассеяния излучения Ip от указанного импульсного оптического излучения, а также последовательно во времени при генерировании вторым лазером импульсного оптического излучения проводят регистрацию обратно рассеянного излучения на длине волны антистоксова комбинационного рассеяния с определением интенсивности рэлеевского рассеяния излучения Ipa, причем температуру Т определяют, из отношения интенсивности антистоксова рассеяния излучения к интенсивности рэлеевского рассеяния излучения Ia/Ip, скорректированному с учетом интенсивности рэлеевского рассеяния излучения Ipa.

В конкретном случае при определении температуры Т корректировку отношения интенсивности антистоксова рассеяния излучения к интенсивности рэлеевского рассеяния излучения Ia/Ip проводят с условием, что температура Т пропорциональна выражению Ia/(Ipa·Ip)1/2,

где: Ia - интенсивность антистоксова рассеяния излучения при генерировании импульсного оптического излучения первым лазером;

Ipa - интенсивность рэлеевского рассеяния на длине волны антистоксова рассеяния при генерировании импульсного оптического излучения вторым лазером;

Ip - интенсивность рэлеевского рассеяния при генерировании импульсного оптического излучения первым лазером. Обычно регистрацию обратно рассеянного излучения осуществляют в виде рефлектограмм.

В отношении объекта изобретения - устройства технический результат достигается тем, что согласно предложению устройство для измерения температурного распределения, содержит подключенные к коммутатору зондирующий и дополнительный импульсный лазеры 1, 10, установленные параллельно друг другу с возможностью введения оптического излучения через спектральный мультиплексор 2 в первый порт оптического циркулятора или ответвителя 3, ко второму порту которого подключен чувствительный элемент в виде отрезка оптического волокна 4, спектральный демультиплексор 5, соединенный входом с третьим портом циркулятора или ответвителя, а выходом - с двумя фотоприемниками, каждый из которых подключен к аналогово-цифровому преобразователю 8, связанному последовательно с цифровым процессором 9 и коммутатором 11.

В конкретных вариантах воплощения устройства:

- чувствительный элемент - отрезок оптического волокна 4 может быть выполнен в виде одномодового или многомодового волоконного световода с малыми потерями оптического излучения, приблизительно 0,2…3 дБ/км;

- фотоприемники 6 и 7 могут быть выполнены на основе p-i-n или лавинных фотодиодов;

- зондирующий импульсный лазер 1 представляет собой твердотельный или волоконный лазер с выходной импульсной мощностью не менее сотен мВт;

- дополнительный импульсный лазер 10 выполнен полупроводниковым;

- цифровой процессор 9 выполнен на базе микроконтроллера или персонального компьютера или на основе программируемых логических интегральных схем (ПЛИС);

- коммутатор 11 выполнен с возможностью поочередной коммутации импульсов запуска зондирующего и дополнительного импульсных лазеров и может быть электронным или оптическим.

На графическом изображении представлено схематически устройство, реализующее предлагаемый способ.

Устройство для измерения температурного распределения содержит первый (зондирующий) импульсный лазер 1, работающий на длине волны λ0, спектральный мультиплексор 2, оптический циркулятор или ответвитель 3, чувствительный элемент в виде отрезка волокна 4, находящегося в тепловом контакте с объектом измерения, спектральный демультиплексор 5, два фотоприемника 6 и 7, аналого-цифровой преобразователь 8, цифровой процессор 9, второй (дополнительный) импульсный лазер 10, работающий на длине волны λа, и коммутатор 11. Зондирующий и дополнительный импульсный лазеры 1, 10 подключены входами к коммутатору 11 и установлены параллельно друг другу с возможностью введения оптического излучения через спектральный мультиплексор 2 в первый порт оптического циркулятора или ответвителя 3. Чувствительный элемент в виде отрезка оптического волокна 4 подключен ко второму порту циркулятора или ответвителя 3. Спектральный демультиплексор 5 соединен входом с третьим портом циркулятора или ответвителя 3, а выходом - с двумя фотоприемниками 6, 7, каждый из которых подключен к аналогово-цифровому преобразователю 8, связанному последовательно с цифровым процессором 9 и коммутатором 11.

Зондирующий импульсный лазер 1 может представлять собой твердотельный или волоконный лазер с выходной импульсной мощностью не менее сотен мВт. Дополнительный импульсный лазер 10 выполнен полупроводниковым. Длительность импульсов выбирается в соответствии с требуемым временным разрешением и обычно составляет единицы или десятки не. Спектральные мультиплексор 2 и демультиплексор 5 выпускаются серийно для систем со спектральным уплотнением каналов.

Чувствительный элемент в виде отрезка волокна 4 может быть выполнен в виде одномодового или многомодового волоконного световода, при этом предпочтительно использование волокон с малыми потерями (приблизительно 0,2……3дБ/км), что в настоящее время широко используется в технике связи.

Фотоприемники 6 и 7 могут быть выполнены на основе p-i-n или лавинных фотодиодов. Аналогово-цифровой преобразователь 8 может быть выполнен двухканальным. Цифровой процессор 9 сигналов может быть выполнен на базе микроконтроллера или персонального компьютера или на основе программируемых логических интегральных схем (ПЛИС). Коммутатор 11 выполнен с возможностью поочередной коммутации импульсов запуска зондирующего и дополнительного импульсных лазеров 1,10 и может быть электронным или оптическим.

Устройство работает следующим образом. Импульсный лазер 1 по команде процессора 9, поступающей через коммутатор 11, генерирует последовательность коротких и мощных импульсов на длине волны λ0. Излучение на этой длине волны с малыми потерями через спектральный мультиплексор 2 поступает в циркулятор 3, который обеспечивает ввод излучения в чувствительный элемент 4. Рассеянное в обратном направлении излучение содержит несмещенную (рэлеевскую) компоненту и две неупругие компоненты комбинационного (рамановского) рассеяния, причем стоксова компонента слабо зависит от температуры Т и в дальнейшем не подлежит регистрации, а антистоксова компонента с длиной волны λа достаточно сильно зависит от температуры Т. Представляющие интерес рэлеевская компонента с длиной волны Хо и антистоксова с длиной волны λа поступают через циркулятор 3 на узел спектрального демультиплексирования (спектральный демультиплексор 5), после чего первая компонента принимается фотоприемником 7, а вторая - фотоприемником 6. Сигналы от фотоприемников 6, 7 усиливаются и оцифровываются соответствующим устройством (аналогово-цифровым преобразователем 8), после чего поступают в цифровой процессор. Полученная приемником 7 рефлектограмма описывает распределение затухания по длине чувствительного волокна 4 на длине волны λ0. Полученный от приемника 6 сигнал есть антистоксова рамановская рефлектограмма, содержащая информацию о температурном распределении по длине чувствительного элемента. Отношение интенсивности компонент на λа и λ0 определяет температуру на каждом элементе разрешения по длине чувствительного элемента без учета неизвестного дифференциального затухания. Для определения этого дифференциального затухания по команде процессора лазер 1 отключается, а импульсный лазер 2, работающий на длине волны λа, включается. Излучение от этого лазера через мультиплексор 2 и циркулятор 3 поступает в чувствительный элемент 4, где рассеивается. Наибольшая интенсивность рассеяния приходится на несмещенную компоненту (с длиной волны λа), излучение которой поступает на фотоприемник 6. Сигнал, вырабатываемый этим фотоприемником при работе лазера 10, есть рефлектограмма на длине волны λа, позволяющая вычислить распределение потерь на этой длине волны. Результирующее температурное распределение вычисляется из трех указанных выше рефлектограмм. Изменение дифференциального затухания, обусловленное деградацией оптического волокна 4 в тяжелых условиях эксплуатации, при этом автоматически учитывается, что приводит к повышению точности измерений.

Способ измерения температурного распределения осуществляют в процессе работы устройства следующим образом. Генерируют первым (зондирующим) лазером 1 импульсное оптическое излучение, вводят это излучение в чувствительное оптическое волокно 4, имеющее тепловой контакт с объектом измерения температурного распределения. Регистрируют обратно рассеянное излучение на длине волны антистоксова комбинационного рассеяния с определением интенсивности антистоксова излучения Ia. В процессе регистрации обратно рассеянного излучения на длине волны антистоксова комбинационного рассеяния излучения первого лазера дополнительно определяют интенсивность рэлеевского рассеяния излучения Ip от импульсного оптического излучения, генерируемого первым лазером 1. Последовательно во времени при генерировании вторым (дополнительным) лазером 10 импульсного оптического излучения проводят регистрацию обратно рассеянного излучения на длине волны антистоксова комбинационного рассеяния с определением интенсивности рэлеевского рассеяния излучения Ipa. Температуру Т определяют из отношения интенсивности антистоксова рассеяния излучения к интенсивности рэлеевского рассеяния излучения Ia/Ip, скорректированному с учетом интенсивности рэлеевского рассеяния излучения Ipa. В конкретном случае при определении температуры Т корректировку отношения интенсивности антистоксова рассеяния излучения к интенсивности рэлеевского рассеяния излучения

Ia/Ip проводят с условием, что температура Т пропорциональна выражению Ia/(Ipa·Ip)1/2. Обычно регистрацию обратно рассеянного излучения осуществляют в виде рефлектограмм.

Пример. Устройство содержит в качестве чувствительного элемента 4 одномодовое оптическое волокно значительной длины (до 25-30 км). Зондирующий лазер 1 выполнен гибридным с задающим генератором и волоконным усилителем, работающим на длине волны 1550 нм. Длительность импульса выбирается, исходя из требуемого пространственного разрешения и типично составляет десятки не. Пиковая мощность - сотни мВт.Частота повторения импульсов определяется длиной чувствительного волокна 4 и при длине 25 км составляет 3 кГц. Оптический циркулятор 3, в данном примере, применен поляризационно независимый. При распространении по волокну 4 излучение испытывает рассеяние, причем для измерения температуры Т используется антистоксова компонента комбинационного рассеяния, имеющая широкий спектр с максимумом около 1460-1480 нм. Одновременно с этим происходит рэлеевское рассеяние, имеющее значительно большую интенсивность, которая практически не зависит от температуры Т, и поэтому сигнал рэлеевского рассеяния может использоваться как опорный. Разделение сигналов по спектру с границей разделения 1500 нм осуществляется спектральным мультиплексором 2, например, сплавным или тонкопленочным. Сигналы принимаются фотоприемниками 6,7, а именно фотоприемными модулями с лавинными фотодиодами, чувствительными на указанный спектральный диапазон (1460-1570 нм), оцифровываются и вводятся в память компьютера. Для того чтобы результаты измерений не зависели от дифференциальных потерь (потерь на различных длинах волн), в устройство введен импульсный лазер (дополнительный) 10, работающий на длине волны 1470 нм, который выполнен полупроводниковым и имеет мощность в единицы мВт. Этот лазер 10 включается в работу электронным коммутатором 11, в то время как импульсный зондирующий лазер 1 отключается. Этот сигнал также оцифровывается и вводится в память компьютера. Фактически он является рефлектограммой, снятой на длине волны 1470 нм. Имея рефлектограммы на двух рабочих длинах волн (1550 и 1470 нм), на основании сигнала антистоксова комбинационного рассеяния вычисляют температурное распределение, не зависящее от дифференциального затухания в чувствительном волокне 4, которое возникает при эксплуатации в условиях повышенных температур (более 100°C) и высокой концентрации водорода.

Технические характеристики описанного устройства, полученные экспериментальным путем: длина чувствительного элемента до 25 км, температурное разрешение в начале волокна 0,2 градуса, в конце 2 градуса, пространственное разрешение 2 м, время осреднения 60 с.

Использование предлагаемой группы изобретений, одно из которых предназначено для осуществления другого, позволяет повысить чувствительность и точность измерений распределенным измерителем температуры при одновременном упрощении его конструкции.

1. Способ измерения температурного распределения, включающий генерирование первым лазером импульсного оптического излучения, ввод этого излучения в чувствительное оптическое волокно, имеющее тепловой контакт с объектом измерения температурного распределения, регистрацию обратно рассеянного излучения на длине волны антистоксова комбинационного рассеяния с определением интенсивности антистоксова рассеяния излучения Ia и определение температуры Т, отличающийся тем, что в процессе регистрации обратно рассеянного излучения на длине волны антистоксова комбинационного рассеяния дополнительно определяют интенсивность рэлеевского рассеяния излучения Ip от указанного импульсного оптического излучения, а также последовательно во времени при генерировании вторым лазером импульсного оптического излучения проводят регистрацию обратно рассеянного излучения на длине волны антистоксова комбинационного рассеяния с определением интенсивности рэлеевского рассеяния излучения Ipa, причем температуру Т определяют из отношения интенсивности антистоксова рассеяния излучения к интенсивности рэлеевского рассеяния излучения Ia/Ip, скорректированного с учетом интенсивности рэлеевского рассеяния излучения Ipa.

2. Способ по п.1, отличающийся тем, что при определении температуры Т корректировку отношения интенсивности антистоксова рассеяния излучения к интенсивности рэлеевского рассеяния излучения Ia/Ip проводят с условием, что температура Т пропорциональна выражению Ia/(Ipa·Ip)1/2,
где: Ia - интенсивность антистоксова рассеяния излучения при генерировании импульсного оптического излучения первым лазером;
Ipa - интенсивность рэлеевского рассеяния на длине волны антистоксова рассеяния при генерировании импульсного оптического излучения вторым лазером;
Ip - интенсивность рэлеевского рассеяния при генерировании импульсного оптического излучения первым лазером.

3. Способ по п.1, отличающийся тем, что регистрацию обратно рассеянного излучения осуществляют в виде рефлектограмм.



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к области измерительной техники и может быть использовано для измерения температуры в расплавах, в особенности в расплавах металла или криолита с точкой плавления выше 600оС с температурным сенсором.

Раскрыт способ обнаружения опасной ситуации при помощи оптоволоконной сенсорной системы. Опросное устройство содержит источник света, спектрометр и устройство обработки данных.

Изобретение относится к области измерительной техники и может быть использовано для мониторинга приборов и элементов мощных систем электроэнергетики. Заявлен волоконно-оптический измеритель температуры, содержащий расположенные по ходу излучения источник света, входное оптическое волокно, датчик, выходное оптическое волокно, фотоприемник, электронную систему индикации выходного оптического сигнала.

Изобретение относится к использованию оптоволоконных систем измерения температуры и может быть использовано в скважинах с водородной средой. Техническим результатом является обеспечение возможности работы волоконно-оптического датчика в условиях с более высокой температурой и повышение надежности его работы в течении всего срока службы.

Изобретение относится к технике оптических измерений и может быть использовано для измерения параметров физических полей (температура) с помощью оптических датчиков.

Изобретение относится к области приборостроения и может быть использовано для создания распределительных систем измерения температуры и деформации. Бриллюэновская система для отслеживания температуры и деформации содержит одно- или двухстороннее волокно с множеством волоконных брэгговских решеток (ВБР) на разных длинах волн и лазерную систему с задающей накачкой, настраиваемую в диапазоне существенно большем, чем бриллюэновский сдвиг.

Изобретение относится к области приборостроения и может быть использовано при измерении параметров в расплавленных массах. Заявленное устройство предназначено для измерения температуры в массах расплавленного металла или расплавленного криолита, имеющих температуру плавления выше 500°С.

Группа изобретений относятся к исследованиям скважин и может быть использована для мониторинга внутрискважинных параметров. Техническим результатом является оптимизация, автоматизация, повышение эффективности процесса добычи нефти, в т.ч.

Изобретение относится к области термометрии и может быть использовано для измерения температуры в зонах с сильными электромагнитными помехами, в зонах повышенной взрыво-пожароопасности и в других условиях, где недопустимо применение стандартных электронных средств контроля температурного состояния.

Изобретение относится к оптоволоконному датчику для измерения температуры и деформации в продольном направлении измерительного волокна. .

Техническое решение относится к устройствам для измерения величины износа и температуры изделий при трении. Устройство для измерения величины износа и температуры изделия при трении содержит последовательно соединенные источник лазерного излучения, светоделитель и как минимум один измерительный волоконно-оптический световод, второй конец которого размещен в изделии на глубине Н, равной или меньшей расстояния R до трущейся поверхности. А также последовательно соединенные один передающий волоконно-оптический световод, детектор и контроллер определения величины износа и температуры изделия при трении. Причем первый конец передающего волоконно-оптического световода соединен со вторым выходом светоделителя. Кроме того, на отрезке длиной L измерительного волоконно-оптического световода в области его второго конца сформирован внутриволоконный оптический датчик величины износа и температуры изделия при трении. Причем источник лазерного излучения выполнен как источник непрерывного лазерного излучения, а светоделитель - как оптический циркулятор. Технический результат - повышение диапазона непрерывного измерения величины износа, приходящегося на одно волокно, повышение точности измерений величины износа и температуры, упрощение конструкции устройства. 3 з.п. ф-лы, 2 ил.

Изобретение относится к области измерительной техники и может быть использовано для контроля температуры компонентов электронного модуля, использующего в качестве коммуникационной среды оптическое излучение, например может быть использовано в составе высокоскоростных оптических каналов микросхем. Заявленный датчик температуры электронного модуля включает излучатель, приемник излучения, волноводный канал, выполненный в виде изолированного волновода и основания, термочувствительный элемент. Причем термочувствительный элемент выполнен из нелегированного монокристаллического кремния в виде решетки Брэгга, сформированной в изолированном волноводе. Волноводный канал может содержать более одного термочувствительного элемента. Технический результат - упрощение интеграции датчика температуры электронного модуля с компонентами радиоэлектронных устройств. 1 з.п. ф-лы, 4 ил.

Изобретение относится к области оптических измерений и касается способа определения температурного распределения вдоль оптоволоконной линии. Способ включает в себя выделение реального сигнала, обусловленного электронным фототоком из измеряемой суперпозиции реального (электронного) и «дырочного» сигналов. При этом измеряют интенсивность комбинационного рассеяния света с помощью фотодиода, выражают передаточную функцию фотодиода как свертку где gm - измеренный отклик в заданном промежутке, g0 - искомый исходный сигнал, обусловленный электронным фототоком, δ - дельта-функция, W - передаточная функция от дырок, и последующими преобразованиями выделяют реальный сигнал, обусловленный электронным фототоком. Технический результат состоит в повышении точности измерений. 5 ил.

Изобретение относится к области термометрии и может применяться для решения широкого круга задач в нефтяной и газовой промышленности. Располагают чувствительное оптическое волокно в тепловом контакте с объектом, организуют рефлектометрическую измерительную схему, содержащую оптический путь обратно рассеянного излучения, Подключают оптический путь обратно рассеянного излучения через оптический фильтр, выполненный с возможностью селекции обратно рассеянного антистоксова рамановского сигнала, к фотоприемнику. Генерируют оптические импульсы и вводят их в чувствительное оптическое волокно. Осуществляют фотоприем, оцифровку и цифровое накопление сигнала обратно рассеянного антистоксова рамановского излучения до достижения заданного отношения сигнал/шум. Затем подключают оптический путь обратно рассеянного излучения через оптический фильтр, выполненный с возможностью селекции обратно рассеянного опорного сигнала стоксова рамановского или рэлеевского излучения, к фотоприемнику. Генерируют оптические импульсы и вводят их в чувствительное оптическое волокно. Осуществляют фотоприем, оцифровку и цифровое накопление обратно рассеянного опорного сигнала стоксова рамановского или рэлеевского излучения до достижения заданного отношения сигнал/шум. Температурное распределение в объекте определяют расчетом исходя из отношения обратно рассеянных сигнала антистоксова рамановского излучения и опорного сигнала стоксова рамановского или рэлеевского излучения, после чего осуществляют архивацию полученного результата или передачу его вовне. Также предложено устройство для реализации указанного выше способа определения температурного распределения в объекте. Технический результат - уменьшение влияния на точность измерений различия характеристик двух фотоприемных каналов при достаточном для регистрации уровне мощности двух принимаемых сигналов - измерительного и опорного. 2 н. и 4 з.п. ф-лы, 1 ил.

Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано для измерения температуры расплава. Устройство для измерения температуры расплава, в частности расплавленного металла, содержащее оптическое волокно и направляющую трубку, имеющее погружной конец и второй конец, противоположный погружному концу. Оптическое волокно частично располагается в направляющей трубке. Внутренний диаметр направляющей трубки больше наружного диаметра оптического волокна. Причем первая втулка располагается на погружном конце или внутри направляющей трубки близко к погружному концу направляющей трубки. При этом оптическое волокно подается через втулку и причем втулка уменьшает зазор между оптическим волокном и направляющей трубкой. Технический результат - повышение информативности измерений температуры за счет поддержания непрерывности измерений посредством непрерывной подачи оптического волокна. 10 з.п. ф-лы, 9 ил.
Наверх