Distributed Temperature Sensing

Glasvezeltechnieken voor het meten van temperatuur, rek, trillingen en verschuivingen over grote afstanden worden steeds meer toegepast. Distributed Temperature Sensing (DTS) is een voorbeeld van zo’n techniek. Het meetprincipe is gebaseerd op optische Raman-terugverstrooiing van laserpulsen die de glasvezel ingestuurd worden. De verhouding van de lijnintensiteiten van de zogenaamde Stokes en Anti-Stokes Raman verstrooiing bevat temperatuurinformatie. Als dit gecombineerd wordt met de time-of-flight informatie van de terugverstrooide pulsen levert dit een temperatuurprofiel op langs de glasvezel. Typisch geclaimde ruimtelijke en temperatuurresoluties bedragen respectievelijk 1 m en 0.1 K. De nauwkeurigheid is over het algemeen beter dan 1 K en het bereik varieert van 1 tot enkele tientallen kilometers. De stabiliteit en nauwkeurigheid van deze systemen hangen in belangrijke mate af van de interne of externe referentie van het systeem. Een andere belangrijke factor is de glasvezel die te lijden kan hebben onder splice-verbindingen, buigverliezen en veroudering, bijvoorbeeld in chemisch agressieve of hete omgeving. De grote variëteit in technische uitvoering van DTS en andere glasvezelmeetsystemen en vanwege de verschillende omgevingscondities onderstrepen het belang van degelijke testen, validatie en kalibratie.

Grenzen systeemprestaties
VSL ontwikkelt test- en kalibratiefaciliteiten voor het kunnen bieden van betrouwbare en onafhankelijke informatie over de prestaties van DTS-systemen. VSL onderzoekt wat de grenzen zijn van systeemprestaties onder diverse omstandigheden. Fundamenteel worden de ruiskarakteristieken van systemen onderzocht, dat wil zeggen de signaalfluctuaties in de tijd zowel als over afstand. Dit levert belangrijke inzichten die te gebruiken zijn bij het ontwerpen van DTS meetsystemen voor diverse toepassingen. Ten slotte onderzoeken we methoden om de verdeling van glasvezel in kabels nauwkeurig te bepalen. De glasvezel ligt namelijk altijd enigszins opgerold en opgestroopt in de kabel en dit vertaalt zich direct in onzekerheid over de positiebepaling van gemeten temperatuurprofielen.