Dağıtık sıcaklık algılama

Dağıtık sıcaklık algılama (, kısaca DTS), fiber optik kablolar boyunca sıcaklık değişimlerini yüksek mekânsal çözünürlükle ölçebilen bir optik sensör teknolojisidir. Bu sistem, genellikle Raman saçılması olarak bilinen fiziksel bir ışık-yayılım etkisini kullanarak, fiber hattı boyunca gerçek zamanlı sıcaklık profili çıkarır.Hartog, A. H. (2017). An Introduction to Distributed Optical Fibre Sensors. CRC Press.

küçükresim|Fiber optik kablolarla sıcaklık algılama sürecini sade ve görsel olarak anlatan bu infografik, DTS teknolojisinin nasıl çalıştığını adım adım açıklar.

 Çalışma prensibi 
DTS sistemlerinde darbe modlu bir lazer ışını fiberin bir ucundan gönderilir. Işık, silikon dioksit yapıdaki fiber içinde hem Stokes hem Anti‑Stokes bileşenleriyle geriye doğru saçılır; Anti‑Stokes sinyalinin yoğunluğu sıcaklığa bağlıdır ve bu sinyalin Stokes'e oranı sıcaklık profilinin hesaplanmasını sağlar.Li, J. & Zhang, M. (2022). “Physics and applications of Raman distributed optical fiber sensing.” Light: Science & Applications, 11:128.

Zamanlama analizi sayesinde saçılma sinyallerinin fiber üzerindeki konumu belirlenebilir; böylece her bir metrelik segment sanal bir sıcaklık sensörü gibi davranır.Ukil, A. et al. (2015). “Distributed Temperature Sensing: Review of Technology and Applications.” arXiv:1503.06261.

 Teknik özellikler ve avantajlar 
Fiber tabanlı DTS sistemleri, binlerce noktada eşzamanlı sıcaklık ölçümünü mümkün kılar. ±1 °C doğrulukta (çoğu durumda ±0.1 °C hassasiyetle), metre düzeyinde uzaysal çözünürlük ve 30–65 km menzil kabiliyeti sunar.Pieracci, A. et al. (2024). “A Novel Approach to Raman Distributed Temperature‑Sensing System for Short‑Range Applications.” Sensors, 24:2669.

DTS sistemleri, elektromanyetik girişime karşı tamamen bağışıklıdır ve aşındırıcı, nemli veya tehlikeli ortamlarda dahi stabil performans gösterir. Geleneksel noktasal sıcaklık sensörlerinin aksine, DTS sistemleri sürekli doğrusal kapsama sunar; bu da ısı kaynaklarını kaçırma riskini büyük ölçüde azaltır. Ayrıca bakım gerektirmeyen yapısı, kablo üzerinde aktif elektronik içermemesi nedeniyle sistem ömrünü uzatır.

Başlıca avantajları:
 Yüksek sıcaklık hassasiyeti (0,01 °C çözünürlük)
 Uzun mesafeli gerçek zamanlı izleme (30–65 km'ye kadar)
 Elektromanyetik parazitlere karşı bağışıklık
 Noktasal yerine sürekli hat bazlı izleme (lineer sensör)
 Düşük bakım ihtiyacı ve uzun ömür
 Zorlu çevresel koşullarda çalışabilirlik

 Yapay zekâ ve gelişmiş analiz 
DTS sistemleri yoğun sıcaklık verisi üretir. Bu veriler üzerinde yapılan yapay zekâ ve makine öğrenimi uygulamaları, anormallik tespiti, gürültü filtresi ve dinamik eşik belirleme gibi gelişmiş analiz imkânları sunar.

 Uygulama alanları 
DTS sistemleri aşağıdaki alanlarda yaygın olarak kullanılır:
 Yangın erken uyarı: Tüneller, veri merkezleri, batarya depolama alanları gibi ortamlarda duman oluşmadan sıcaklık değişimini algılar.
 Enerji altyapısı: Yüksek gerilim hatları, trafo bölgeleri ve kablo galerilerindeki aşırı ısınmaların izlenmesi.
 Boru hatları: DTS, DAS ile birlikte kullanıldığında hem ısı hem titreşimle sızıntı ve müdahale tespiti sağlar.
 Çevresel izleme: Yeraltı suyu, göl, nehir ve jeotermal alanlardaki sıcaklık dağılımının sürekli takibi.Selker, J. S. et al. (2016). “Distributed Temperature Sensing as a downhole tool in hydrogeology.” Water Resources Research.

 İlişkili teknolojiler 
DTS sistemleri, Dağıtık akustik algılama (DAS) ile aynı fiber kabloyu paylaşarak entegre çözümler sunabilir. DTS sıcaklığa, DAS ise titreşime duyarlıdır. Bu sinerji, tek bir fiber hattı üzerinden çok boyutlu çevresel algılamayı mümkün kılar.

 Ayrıca bakınız 
 Raman saçılması
 Dağıtık akustik algılama
 Yapay zekâ
 Fiber optik sensör
 Yangın güvenliği

 Kaynakça 

Kategori:Sıcaklık kontrolü
Kategori:Optik ölçü aletleri