一、綜述                   

分布式光纖測溫系統(tǒng)集光、電、機(jī)械、計(jì)算機(jī)和微弱信號(hào)檢測等技術(shù)為一體，可實(shí)現(xiàn)大范圍空間溫度分布式實(shí)時(shí)測量，具有測量距離長、覆蓋探測區(qū)域、實(shí)時(shí)監(jiān)測、可精確定位等優(yōu)點(diǎn)，在交通隧道、地鐵、電力、石化、水利等等領(lǐng)域均有應(yīng)用。

分布式光纖測溫系統(tǒng)可同時(shí)實(shí)現(xiàn)溫度測量和空間定位功能，其中溫度測量利用光纖自發(fā)拉曼（Raman）散射效應(yīng)，空間定位利用光時(shí)域反射（OTDR）技術(shù)。

光纖既是傳輸介質(zhì)，又是傳感器。高速驅(qū)動(dòng)電路驅(qū)動(dòng)激光器發(fā)出一窄脈寬激光脈沖，激光脈沖經(jīng)波分復(fù)用器后沿傳感光纖向前傳輸，激光脈沖與光纖分子相互作用，產(chǎn)生多種微弱的背向散射，包括瑞利（Rayleigh）散射、布里淵（Brillouin）散射和拉曼（Raman）散射等，其中拉曼散射是由于光纖分子的熱振動(dòng)，產(chǎn)生溫度不敏感的斯托克斯（Stokes）光和溫度敏感的反斯托克斯（Anti-Stokes）光，兩者的波長不一樣，經(jīng)波分復(fù)用器分離后由高靈敏的探測器所探測。光纖中的Anti-Stokes光強(qiáng)受外界溫度調(diào)制，Anti-Stokes與Stokes的光強(qiáng)比值準(zhǔn)確反映了溫度信息；不同位置的拉曼散射信號(hào)返回探測器的時(shí)間是不一樣的，通過測量該回波時(shí)間即可確定散射信號(hào)所對應(yīng)的光纖位置；結(jié)合高速信號(hào)采集與數(shù)據(jù)處理技術(shù)，可準(zhǔn)確、快速地獲得整根傳感光纖上任一點(diǎn)的溫度分布信息。

分布式光纖測溫技術(shù)原理

二、系統(tǒng)組成

2.1系統(tǒng)組成概述

系統(tǒng)主要包括測量主機(jī)、傳感光纜、用戶軟件和相關(guān)配件。

2.1.1測溫主機(jī)

測溫主機(jī)采用多項(xiàng)光電測量和光纖技術(shù)以及性能高的光電器件，測量距離（16km）可定制、響應(yīng)速度（2s）、測溫精度（0.5℃）。客戶可以針對應(yīng)用需求，選擇相應(yīng)的型號(hào)。

測量主機(jī)外觀

分布式光纖測溫系統(tǒng)技術(shù)指標(biāo)如下：

2.1.2感溫探測光纜    

傳感光纜采用特殊設(shè)計(jì)的快速導(dǎo)熱型光纜，纖芯采用進(jìn)口GI 62.5/ 125多模光纖，光纖保護(hù)層選用高強(qiáng)度聚合物及不銹鋼螺旋管鎧裝護(hù)套，外護(hù)套為低煙無鹵阻燃材料，抗拉強(qiáng)度、耐彎、耐壓性能好，防水、抗腐蝕性，穩(wěn)定可靠，工作壽命長。經(jīng)過特殊設(shè)計(jì)的光纜結(jié)構(gòu)，既能快速傳遞外界熱量，又可有效保護(hù)光纜內(nèi)部的光纖，還能防止嚙齒動(dòng)物的嚙咬，尤其適合工業(yè)消防監(jiān)測應(yīng)用及工程施工需求。

感溫探測光纜的技術(shù)參數(shù)如下：

光纖類型  GI 62.5/125um

光纖接頭  FC/APC,E2000/APC(可選）

光纜壽命  大于30年

光纜外徑  3mm-6mm

抗拉強(qiáng)度  ＞600N

抗壓強(qiáng)度  3000N

彎曲半徑  ≥60mm

外護(hù)套  阻燃聚合物  不銹鋼管

2.1.3用戶軟件(可根據(jù)客戶需求量身定制)

用戶軟件為自主設(shè)計(jì)開發(fā)，為用戶提供人性化、功能完善的中文交互界面，實(shí)時(shí)顯示溫度分布曲線和待測區(qū)域報(bào)警狀態(tài)，可根據(jù)實(shí)際工況分區(qū)設(shè)置多級(jí)報(bào)警閾值，并提供歷史數(shù)據(jù)查詢及統(tǒng)計(jì)分析功能。采用先進(jìn)的基于Web的以太網(wǎng)系統(tǒng)架構(gòu)，系統(tǒng)可以方便地與客戶局域網(wǎng)連接，在網(wǎng)絡(luò)內(nèi)的每一臺(tái)計(jì)算機(jī)均可快捷地訪問系統(tǒng)，通過操作系統(tǒng)自帶的IE瀏覽器即可訪問、調(diào)取溫度數(shù)據(jù)和報(bào)警信息。

功能特點(diǎn)

基于Web的以太網(wǎng)系統(tǒng)架構(gòu)

中文界面

簡單易用，操作方便

可視化視圖，易于定位

分區(qū)設(shè)置多級(jí)報(bào)警閾值

歷史數(shù)據(jù)查詢及統(tǒng)計(jì)分析

量身定制開發(fā)

三、分布式光纖測溫系統(tǒng)功能特點(diǎn)

分布式光纖測溫系統(tǒng)應(yīng)能分別針對不同環(huán)境下的溫度進(jìn)行監(jiān)測，能盡早發(fā)現(xiàn)事故隱患，減少損失。同時(shí)提供實(shí)時(shí)在線監(jiān)測數(shù)據(jù)，為運(yùn)行人員全面了解電氣設(shè)備的使用情況提供可靠依據(jù)。有自診斷功能，如果探測光纜受損，系統(tǒng)可及時(shí)定位故障點(diǎn)。

分布式光纖測溫系統(tǒng)的主要功能特點(diǎn):

1.1 分布式實(shí)時(shí)測量，覆蓋探測區(qū)域，精確定位火災(zāi)位置。

1.2 可視化顯示，實(shí)時(shí)顯示火災(zāi)發(fā)展趨勢和蔓延方向。

1.3 24小時(shí)不間斷在線監(jiān)測，從根本上杜絕人員疏忽導(dǎo)致的事故。

1.4 測量距離長，測量信息豐富。測量精度高，響應(yīng)速度快。

1.5 報(bào)警方式靈活：

1.5.1 可實(shí)現(xiàn)差定溫多級(jí)報(bào)警方式，確保火災(zāi)初期可靠報(bào)警。

1.5.2 可針對環(huán)境變化設(shè)置可達(dá)1000個(gè)不同報(bào)警控制區(qū)域，報(bào)警控制區(qū)可編程，并可按照用戶的要求進(jìn)行設(shè)計(jì)，每個(gè)單獨(dú)的報(bào)警區(qū)域可設(shè)置不同的報(bào)警值。

1.5.3 系統(tǒng)具有多級(jí)定位報(bào)警、差溫報(bào)警和預(yù)報(bào)警功能，一旦檢測到監(jiān)測部位環(huán)境溫度值或溫升速率超過設(shè)定的閾值，自動(dòng)發(fā)出聲光報(bào)警信息，并傳送至火災(zāi)報(bào)警主機(jī)。

1.6 當(dāng)發(fā)生火災(zāi)時(shí)，及時(shí)提供報(bào)警信息并準(zhǔn)確定位起火位置，并可通過繼電器輸出模塊與其它消防設(shè)施進(jìn)行聯(lián)動(dòng)控制。

1.7 實(shí)時(shí)溫度信息和報(bào)警信息可自動(dòng)保持，具有歷史數(shù)據(jù)查閱與統(tǒng)計(jì)分析功能。

1.8 系統(tǒng)具有自診斷功能，如果探測光纜受損，系統(tǒng)可及時(shí)定位故障點(diǎn)。

1.9 穩(wěn)定可靠，誤報(bào)率低。

1.10 探測光纜既是信號(hào)傳輸載體，又是感溫元件，安裝方便；探測光纜采用耐久性設(shè)計(jì)，工作壽命長，后期維護(hù)成本低。

1.11 光信號(hào)測量，本質(zhì)安全，抗電磁干擾，適合易燃易爆等惡劣環(huán)境下長期工作。

1.12 測溫系統(tǒng)可以單獨(dú)保存七天以上的溫度數(shù)據(jù)及報(bào)警信息，可選用非機(jī)械硬盤式閃存介質(zhì)或者大容量進(jìn)口硬盤存儲(chǔ)介質(zhì)。

1.13 測溫系統(tǒng)采用符合工業(yè)級(jí)可靠性要求的嵌入式系統(tǒng)，具備web網(wǎng)絡(luò)訪問功能。

1.14 具有網(wǎng)絡(luò)接口，可與管理網(wǎng)絡(luò)相連，實(shí)現(xiàn)信息的共享和進(jìn)一步的數(shù)據(jù)處理功能。

技術(shù)性能

  u  距離：16km

  u  速度：2s/通道

  u  精度：0.5℃

  u  采點(diǎn)：0.4m采樣間隔

  u  通道：可定制，≥2

  u  系統(tǒng)接口豐富，組網(wǎng)方便

  u  報(bào)警繼電器輸出達(dá)48路

  u  單一探測器光路設(shè)計(jì)，可靠性高

  u  具有自診斷功能，快速定位故障

  u  差定溫報(bào)警功能，報(bào)警方式靈活

  u  無漏報(bào)，誤報(bào)率低

四、感溫探測光纜安裝方式

分布式感溫光纖測溫系統(tǒng)主機(jī)部署在監(jiān)控中心，4路感溫探測光纖直接從測量主機(jī)引出，沿著待測電纜夾層或橋架敷設(shè)，對于高壓電纜，一根高壓電纜敷設(shè)一根感溫光纖，對于電纜夾層，在每一層電纜夾層中，探測光纜S型鋪設(shè)。

感溫探測光纜的安裝需貼緊探測區(qū)域，以實(shí)現(xiàn)溫度或火災(zāi)的快速響應(yīng)。用塑料扎帶把光纜和電纜捆扎在一起。電纜豎井中感溫光纖宜緊貼豎井側(cè)壁敷設(shè)。電纜接頭處感溫光纖的設(shè)置應(yīng)將感溫光纖盤繞成環(huán)，貼附與電纜接頭處。環(huán)的彎曲半徑應(yīng)不小于光纖外徑的20倍。

光纜鋪設(shè)示意圖

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