Faseroptische Temperatursensoren

 
Unter Temperatursensoren versteht man im Allgemeinen elektronische Bauelemente (Heiß- und Kaltleiter, Thermoelemente, etc.), die einen Temperaturwert an einem Ort punktuell messen. Diese punktuell messenden Sensoren sind allerdings für die Messung eines räumlichen Temperaturprofils mit hunderten von Messstellen nicht praktikabel.
 
Hier setzt OSSCAD an, in dem es eine neue, innovative Messtechnik – die faseroptische Raman Temperaturmessung (engl. DTS für Distributed Temperature Sensing) – nutzt. Als Messwertaufnehmer dient eine Quarzglasfaser in Form eines robusten Lichtwellenleiterkabels. So kann mit Hilfe von Laserlicht in Kombination mit einem optischen Radar das räumliche Temperaturbild gemessen werden. Dies ist zudem auch im Betriebszustand nicht bzw. schwer zugängiger Messobjekte, wie beispielsweise Energiekabel, Kanäle oder Objekten möglich!

technic

Systemkomponenten der Raman – Rückstreumessung

Das Temperaturmesssystem besteht aus einem Laserradar (optisches Messgerät) und einem Lichtwellenleiterkabel (LWL-Kabel) als linienförmigem Temperatursensor. Das Laserlicht wird in das Sensorkabel eingekoppelt. Wärmeeinwirkungen am Sensorkabel bewirken thermische Molekülschwingungen innerhalb des Glasfasermantels, die zu einer Lichtstreuung (Raman-Streuung) des Laserlichts führen. Ein Teil dieser Raman-Streuung wird von der Glasfaser zum Messgerät zurückgeführt und in ein elektrisches Signal gewandelt. Die Lichtintensität des Raman-Streulichts ist proportional zur thermischen Molekülschwingung, so dass die Temperatur des Glasfaserkabels berechnet werden kann. Da Licht immun gegenüber elektromagnetischen Störungen ist, sind faseroptische Sensoren im Vergleich zu elektrischen, punktuell messenden Sensoren störungsunempfindlicher. Die Kosten pro Messstelle sind im Vergleich zu konventionellen Temperatursensoren mit punktuell messenden Sensoren signifikant geringer.