IntroductionDistributed temperature

Introduction
Distributed temperature sensing (DTS) is a technique that allows
for measurement of temperature along optical fibers.
Laser pulses are shot into the fiber, and backscatter from
within the fiber is analyzed. The time of flight then gives
the position along the fiber from where the backscatter originated.
Analysis of the Raman spectrum of the backscatter allows
for the calculation of the temperature at the place where
the backscatter originated. Depending on the type of DTS
machine used, temperatures can be measured continuously
at sub-meter intervals along cables of more than 5 km, with
laboratory accuracies up to 0.01 ◦C and typical field accuracies
of 0.08 ◦C (van de Giesen et al., 2012). A good introduction
to DTS principles and environmental applications can be
found in Selker et al. (2006) and Tyler et al. (2009).
Over the past decade, DTS has found many environmental
applications. Applications vary from temperature profiling of
the subsurface: borehole observations (Freifeld et al., 2008),
soils (Ciocca et al., 2012; Jansen et al., 2011; Sayde et al.,
2010; Steele-Dunne et al., 2010); water: estuaries (Henderson
et al., 2009), surface/groundwater (Lowry et al., 2007;
Mamer and Lowry, 2013), solar ponds (Suárez et al., 2011),
streams (Selker et al., 2006; Vogt et al., 2010; Westhoff et al.,
2007, 2011) and lakes (Vercauteren et al., 2011; van Emmerik
et al., 2013); rocks (Read et al., 2013), ice caves (Curtis
and Kyle, 2011), forests (Krause et al., 2013) and infrastructure:
dam surveillance (Dornstadter, 1998), sewers (Hoes
et al., 2009), electric transmission cables (Yilmaz and Karlik,
2006) and gas pipelines (Tanimola and Hill, 2009).
There are only a few experiments where DTS is used
to measure atmospheric temperature (Keller et al., 2011;
Petrides et al., 2011; Thomas et al., 2012), since solar heating
can have a significant effect. Keller et al. (2011) experimented
during nighttime to exclude the effect of short-wave
radiation. Petrides et al. (2011) estimated effective shade and
concluded that solar radiation is the driving factor in temperature
differences. Thomas et al. (2012) observed differences
in temperature measurements with black and white cables
and suggested that it can be used for setting up an energy
balance.
This paper will describe a method to correct for the effect
of solar radiation in atmospheric DTS measurements with the use of fiber optic cables with different diameters. The
original objective of the experiment was to test whether air
temperature differences in urban landscapes can be measured
with reasonable accuracies (1 ◦C).

ผลลัพธ์ (ไทย) 2:

ความรู้เบื้องต้นการตรวจวัดอุณหภูมิแบบกระจาย (DTS) เป็นเทคนิคที่ช่วยให้สำหรับการวัดอุณหภูมิพร้อมเส้นใยแสง. พัลส์ถูกยิงเลเซอร์เป็นเส้นใยและแสงสะท้อนจากภายในเส้นใยมีการวิเคราะห์ เวลาของเที่ยวบินจากนั้นให้ตำแหน่งพร้อมเส้นใยจากที่แสงสะท้อนที่เกิดขึ้น. การวิเคราะห์สเปกตรัมของแสงสะท้อนรามันช่วยให้การคำนวณของอุณหภูมิในสถานที่ที่สะท้อนมา ทั้งนี้ขึ้นอยู่กับชนิดของ DTS เครื่องใช้อุณหภูมิที่สามารถวัดได้อย่างต่อเนื่องในช่วงเวลาย่อยเมตรพร้อมสายมากกว่า 5 กม. มีความแม่นยำในห้องปฏิบัติการได้ถึง0.01 ◦Cและความถูกต้องสนามทั่วไป0.08 ◦C (แวนเดอ Giesen et al, 2012) แนะนำที่ดีกับหลักการ DTS และการใช้งานด้านสิ่งแวดล้อมที่สามารถพบได้ในSelker et al, (2006) และไทเลอร์และอัล (2009). ในช่วงทศวรรษที่ผ่านมา DTS ได้พบหลายด้านสิ่งแวดล้อมการใช้งาน การประยุกต์ใช้งานที่แตกต่างจากโปรไฟล์อุณหภูมิของดิน: สังเกตหลุมเจาะ (Freifeld et al, 2008). ดิน (Ciocca et al, 2012; Jansen et al, 2011; Sayde, et al,... 2010; สตี-ดันน์, et al. 2010); น้ำ: อ้อย (เฮนเดอพื้นผิว/ น้ำบาดาล (Lowry et al, 2007;. et al, 2009). Mamer และโลว์รีย์ 2013) บ่อแสงอาทิตย์ (Suárez et al, 2011). ลำธาร (Selker et al, 2006. โฟกท์ et al, 2010;. Westhoff, et al. 2007, 2011) และทะเลสาบ (Vercauteren et al, 2011;. รถตู้ Emmerik. et al, 2013); หินถ้ำน้ำแข็ง (เคอร์ติ (อ่าน et al, 2013.) และไคล์ 2011) ป่า (กรอ et al, 2013.) และโครงสร้างพื้นฐาน: (จอบเฝ้าระวังเขื่อน (Dornstadter, 1998), ท่อระบายน้ำ. et al, 2009), สายการส่งไฟฟ้า (Yilmaz และ Karlik, 2006) และท่อส่งก๊าซธรรมชาติ (Tanimola และฮิลล์ 2009). มีเพียงไม่กี่ทดลองที่ DTS ถูกนำมาใช้มีการวัดอุณหภูมิอากาศ(เคลเลอร์, et al, 2011;.. Petrides et al, 2011; โทมัส et al., 2012) เนื่องจากความร้อนพลังงานแสงอาทิตย์จะมีผลอย่างมีนัยสำคัญ เคลเลอร์และอัล (2011) ทดลองในเวลากลางคืนที่จะไม่รวมผลกระทบของคลื่นสั้นรังสี Petrides et al, (2011) ประมาณเฉดสีที่มีประสิทธิภาพและได้ข้อสรุปว่ารังสีดวงอาทิตย์เป็นปัจจัยที่ผลักดันในอุณหภูมิที่แตกต่างกัน โทมัสอัลเอต (2012) สังเกตเห็นความแตกต่างในการวัดอุณหภูมิกับสายสีดำและสีขาวและบอกว่ามันสามารถนำมาใช้สำหรับการตั้งค่าพลังงานที่สมดุล. บทความนี้จะอธิบายถึงวิธีการที่ถูกต้องสำหรับผลของรังสีแสงอาทิตย์ในการตรวจวัดบรรยากาศ DTS กับการใช้งานของเส้นใย สายเคเบิ้ลใยแก้วนำแสงที่มีเส้นผ่าศูนย์กลางที่แตกต่างกัน วัตถุประสงค์เดิมของการทดลองเพื่อทดสอบว่าอากาศที่แตกต่างของอุณหภูมิในภูมิทัศน์เมืองสามารถวัดได้ด้วยความถูกต้องเหมาะสม(1 ◦C)

ผลลัพธ์ (ไทย) 3:

บทนำ
ตรวจวัดอุณหภูมิกระจาย ( DTS ) เป็นเทคนิคที่ช่วยให้
สำหรับการวัดอุณหภูมิตามเส้นใยแก้วนำแสง .
กะพริบเลเซอร์จะยิงเข้าไปในเส้นใย และแบคสแคตเตอร์จาก
ภายในไฟเบอร์เป็นวิเคราะห์ เวลาของเที่ยวบินแล้วให้
ตำแหน่งตามเส้นใยจากการกระเจิงกลับ มาจากที่ไหน
การวิเคราะห์สเปกตรัมการกระเจิงกลับช่วยให้
รามันสำหรับการคำนวณอุณหภูมิที่
กระเจิงกลับมา . ขึ้นอยู่กับชนิดของ DTS
เครื่องใช้ อุณหภูมิวัดได้ต่อเนื่อง
ที่ย่อยตามสายเคเบิลเครื่องวัดช่วงเวลากว่า 5 กม. กับ
ความถูกต้องปฏิบัติการถึง 0.01 ◦ C และโดยทั่วไปด้านความถูกต้อง
เท่ากับ◦ C ( แวน จิเซน et al . , 2012 ) a
แนะนำดีกับ DTS หลักการและการประยุกต์ใช้ในสิ่งแวดล้อมสามารถ
พบใน selker et al . ( 2006 ) และไทเลอร์ et al . ( 2552 ) .
กว่าทศวรรษที่ผ่านมา , DTS ได้พบโปรแกรมประยุกต์สิ่งแวดล้อม
มากมาย การใช้งานที่แตกต่างจากอุณหภูมิของดินบาดาลโปรไฟล์
: สังเกต ( freifeld et al . , 2008 ) ,
ดิน ( ciocca et al . , 2012 ; Jansen et al . , 2011 ; sayde et al . ,
2010 ; Steele ดันน์ et al . , 2010 ) ; น้ำอ้อย ( เฮนเดอร์สัน
et al . , 2009 ) , ผิว / น้ำบาดาล ( เบส et al . , 2007 ;
Mamer และเบส , 2013 ) บ่อพลังงานแสงอาทิตย์ ( ซูซัวเรซ et al . , 2011 ) ,
ลำธาร ( selker et al . , 2006 ; ผู้ผลิต et al . , 2010 ; Westhoff et al .
, 2007 , 2011 ) และทะเลสาบ ( เวอโคทเรน et al . , 2011 ; รถตู้ emmerik
et al . , 2013 ) ; หิน ( อ่าน et al . , 2013 ) , ถ้ำน้ำแข็ง ( เคอร์ติส
และไคล์ , 2011 ) , ป่าไม้ ( ครอส et al . , 2013 ) และโครงสร้างพื้นฐาน :
การเฝ้าระวังเขื่อน ( dornstadter , 1998 ) ท่อระบายน้ำ ( จอบ
et al . , 2009 ) , สายส่งไฟฟ้า ( ยิลมาส และ คาร์ลิก
, 2006 ) และท่อก๊าซ ( tanimola และฮิลล์ , 2009 ) .
มีเพียงไม่กี่จากการทดลองที่ใช้ในการวัดอุณหภูมิของบรรยากาศ
( เคลเลอร์ et al . , 2011 ;
เพไทรด์ส et al . , 2011 ; โทมัส et al . , 2012 ) เนื่องจาก
ความร้อนพลังงานแสงอาทิตย์สามารถมีผลกระทบอย่างมีนัยสำคัญ เคลเลอร์ et al .( 2011 ) ทดลองในเวลากลางคืนเพื่อยกเว้น

ผลของรังสีคลื่นสั้น เพไทรด์ส et al . ( 2011 ) ซึ่งมีประสิทธิภาพและได้ร่มเงา
รังสีเป็นปัจจัยผลักดันในความแตกต่างของอุณหภูมิ

โทมัส et al . ( 2012 ) ความแตกต่างที่สังเกต
อุณหภูมิการวัดที่มีสีดำและสีขาวสาย
และเสนอว่ามันสามารถใช้สำหรับการตั้งค่าพลังงาน

ความสมดุลกระดาษนี้จะอธิบายถึงวิธีการที่ถูกต้องสำหรับผลของรังสีในชั้นบรรยากาศ
จากการวัดด้วยการใช้สายเคเบิลเส้นใยแสงที่มีขนาดแตกต่างกัน
วัตถุประสงค์เดิมของการทดลองเพื่อทดสอบว่า ความแตกต่างของอุณหภูมิในอากาศ

กับวิวทิวทัศน์ของเมืองสามารถวัดความถูกต้องเหมาะสม ( 1 ◦
c )