V rychle se vyvíjejícím průmyslovém a technologickém prostředí dnes naše potřeby měření již dávno překračují omezení „bodové“ detekce a posouvají se směrem ke snaze o „liniové“ nebo dokonce „povrchové“ globální vnímání. Už nás nespokojuje pouze znalost teploty v určitém bodě; místo toho se snažíme porozumět rozložení teploty a jejím dynamickým změnám každý metr-nebo dokonce každý centimetr-podél potrubí o délce několika kilometrů, rozlehlé zemědělské půdy nebo důležitého napájecího kabelu. Tato bezprecedentní plně kontinuální schopnost měření je přesně kouzlem technologie Distributed Temperature Sensing (DTS).
Distributed Temperature Sensing (DTS) je pokročilá technologie, která využívá optické vlákno jako snímací médium k dosažení nepřetržitého a{0}}měření teploty v reálném čase. V podstatě přináší revoluci v konceptu přeměny optického kabelu na tisíce teplotních senzorů. Základní princip lze shrnout následovně: laserový puls je vstřikován do speciálního snímacího vlákna a je analyzován signál zpětně rozptýleného světla. Vzhledem k tomu, že určité charakteristiky těchto rozptýlených světelných vln jsou modulovány okolní teplotou kolem vlákna, měřením těchto optických signálů a přesným výpočtem doby přenosu laseru uvnitř vlákna může systém nejen určit hodnoty teploty, ale také přesně lokalizovat konkrétní polohy těchto teplotních bodů. V konečném důsledku dokáže systém DTS během několika sekund až minut vygenerovat kompletní křivku rozložení teploty podél desítek nebo dokonce stovek kilometrů vlákna a převést změny teploty na změny optického signálu, aby bylo možné dosáhnout přesných měření s rozlišením až na úroveň metrů nebo dokonce pod{5}}metrů, což umožňuje skutečně distribuované snímání.
Ve srovnání s tradičními technologiemi měření teploty bodového{0}}typu (jako jsou termočlánky) má DTS významné výhody: dosažení skutečného distribuovaného měření: není třeba předem-instalovat tisíce diskrétních senzorů; jediné optické vlákno nahradí celou síť senzorů, ale s extrémně vysokou nákladovou-efektivitou. Kontinuální prostorové rozlišení: žádná slepá zóna měření, schopnost detekovat horké nebo studené body na jakémkoli místě, čímž se zabrání falešným negativům. Absolutní polohovací schopnost: nejenže může znát abnormální teplotu, ale také může přesně určit, kde se abnormalita vyskytuje (obvykle s přesností několika metrů), což výrazně usnadňuje kontrolu a údržbu. Monitorování na dlouhé-vzdálenosti: jeden systém dokáže sledovat dosah desítek kilometrů, což je velmi vhodné pro lineární infrastrukturu. Přirozená bezpečnost: Optické vlákno je vyrobeno ze skla, -nevodivé, ne-magnetické, odolné proti korozi-a odolné vůči úderu blesku, s bezkonkurenční bezpečností v drsných prostředích, jako jsou hořlavé a výbušné prostředí, a silné elektromagnetické rušení. Dlouhá-trvanlivost: optický senzor nemá žádné pohyblivé části, má dlouhou životnost, dobrou stabilitu a velmi nízké nároky na údržbu.
Přestože technologie distribuovaného snímání teploty má zjevné výhody, její aplikace také čelí určitým výzvám - podmínky prostředí pro instalaci optických vláken jsou náročné a instalace optických kabelů pro snímání vyžaduje profesionální návrh a konstrukci. Zejména u některých speciálních konstrukcí je náchylný k ovlivnění stability a přesnosti měření. Vysoce-výkonní hostitelé DTS mají relativně vysokou počáteční investici, což omezuje popularizaci některých scénářů nízkonákladových aplikací. Očekává se, že v budoucnu, s rozvojem optické technologie, vědy o materiálech a algoritmů zpracování signálu, technologie distribuovaného snímání teploty dosáhne dalších zlepšení, pokud jde o přesnost, stabilitu a kontrolu nákladů.
V oblasti energetické infrastruktury se DTS široce používá pro monitorování teploty ve vysokonapěťových kabelových koridorech. Monitorováním povrchové teploty kabelů v reálném čase může systém varovat před riziky přehřátí způsobenými přetížením, účinně předcházet požárům a zajistit stabilní provoz elektrické sítě. Mezitím v ropném a plynárenském průmyslu je DTS klíčovou technologií pro monitorování úniků potrubí. Když surová ropa nebo rafinovaná ropa unikne, dojde v místě úniku k místním teplotním abnormalitám v důsledku změny fáze a absorpce tepla. Systém dokáže rychle lokalizovat místo úniku, čímž výrazně zlepšuje úroveň řízení bezpečnosti potrubí. V oblasti městské veřejné bezpečnosti je DTS ideálním řešením pro tunelové požární hlásiče. Snímací optická vlákna jsou položena přímo podél vrcholu tunelu. Jakmile dojde k požáru, systém dokáže rychle identifikovat změny teplotních gradientů a poskytnout včasné varování před vznikem otevřeného plamene a nabídnout klíčovou podporu při rozhodování o evakuaci personálu a nouzové reakci. Navíc ve velkých skladovacích stanicích pro energii z lithiových baterií, počítačových místnostech datových center atd. DTS přesně monitoruje rozložení teploty bateriových klastrů nebo skříní, efektivně řídí riziko úniku tepla a optimalizuje chladicí systém, čímž zajišťuje bezpečnost základních zařízení. Díky distribuovanému, anti{11}}elektromagnetickému rušení a inherentním bezpečnostním charakteristikám proto technologie DTS poskytuje nervy pro vnímání teploty za každého počasí pro kritickou infrastrukturu a stává se nepostradatelnou bezpečnostní ochrannou sítí v chytrých městech a průmyslovém internetu věcí.
Technologie Distributed Temperature Sensing (DTS) způsobila revoluci ve způsobu, jakým vnímáme svět teploty. Přeměňuje tenký optický kabel na „nervová vlákna“ schopná snímat teplotu všeho, což nám umožňuje v každém okamžiku naslouchat pulzu „tělesné teploty“ infrastruktury, což poskytuje bezprecedentní výkonné nástroje pro průmyslovou bezpečnost, zlepšování energetické účinnosti a vědecký výzkum. Vzhledem k tomu, že se technologie neustále vyvíjí a náklady neustále klesají, bude DTS nepochybně hrát stále důležitější roli „základu vnímání“ v inteligentní éře internetu všeho a bude nám poskytovat solidní datovou podporu pro budování bezpečnějšího, efektivnějšího a vizualizovanějšího světa.