分布式光纖溫度監測系統

分布式光纖溫度監測系統

系統簡(jiǎn)介

   JC-OM300分布式光纖溫度監測系統是一款連續分布式光纖溫度傳感系統（Distributed Temperature Sensing System，DTS），它采用先進(jìn)的OTDR技術(shù)和Raman散射光對溫度敏感的特性，探測出沿著(zhù)光纖不同位置的溫度變化，實(shí)現真正分布式的測量。線(xiàn)型光纖差定溫火災探測器除了及時(shí)預警火災隱患外，還能精確定位火災發(fā)生位置。作為一種成熟的分布式測溫手段，線(xiàn)型光纖差定溫火災探測器具有測量距離遠、測量精度高、響應速度快、抗電磁干擾、適于易燃易爆等危險場(chǎng)所等優(yōu)點(diǎn)，可廣泛應用于高壓電纜在線(xiàn)監測、電力載流量分析、交通隧道火情監測、油氣儲罐火情監測、輸煤皮帶火情監測、大壩滲漏監測等領(lǐng)域。

測溫原理

    DTS的溫度測量基于自發(fā)拉曼Raman散射效應。大功率窄脈寬激光脈沖LD入射到傳感光纖后，激光與光纖分子相互作用，產(chǎn)生極其微弱的背向散射光，散射光有三個(gè)波長(cháng)，分別是Rayleigh（瑞利）、anti-stokes（反斯托克斯）和stokes（斯托克斯）光；其中anti-stokes溫度敏感，為信號光；stokes溫度不敏感，為參考光。從傳感光纖背向散射的信號光經(jīng)再次經(jīng)過(guò)分光模塊WF，隔離Rayleigh散射光，透過(guò)溫度敏感的anti-stokes信號光和溫度不敏感的stokes參考光，并且由同一探測器（APD）接收，根據兩者的光強比值可計算出溫度。而位置的確定是基于光時(shí)域反射OTDR技術(shù)，利用高速數據采集測量散射信號的回波時(shí)間即可確定散射信號所對應的光纖位置。

系統特點(diǎn)及技術(shù)優(yōu)勢

    1、快速性

    系統測溫、定位速度非常高。為了提高測量時(shí)間，采用了高速微弱信號處理技術(shù)優(yōu)勢，單次測量時(shí)間最短為3s，響應速度快。

    2、分布特性

    可提供連續動(dòng)態(tài)監測長(cháng)達十幾公里范圍內每隔0.5米各點(diǎn)的溫度變化信號，可任意設置各級溫度報警值。

    3、先進(jìn)性

    、、、。關(guān)鍵器件優(yōu)選國外進(jìn)口高性能器件，核心算法經(jīng)過(guò)嚴格測試。

    4、準確性

    該系統的典型溫度分辨率達到0.5℃，溫度精度1℃，空間分辨率最高達0.5m。

    5、靈活性

    系統為實(shí)時(shí)在線(xiàn)監測方式；監測范圍內任何一點(diǎn)的報警信號上傳至火災報警控制器的時(shí)間不大于30秒；監測系統提供的是一個(gè)連續的動(dòng)態(tài)監測信號，系統可設置多級溫度點(diǎn)報警即系統支持多級報警，如30℃初報警，40℃預報警，50℃采取措施等，并且可以根據環(huán)境不同進(jìn)行報警點(diǎn)溫度參數設定；具有差定溫多種報警方式，并且報警參數可按客戶(hù)需求進(jìn)行分區設置，報警方式靈活。

    6、兼容性

    系統主機為開(kāi)放通信協(xié)議，提供與工作站聯(lián)接的通信接口，在中央控制室防災報警工作站以漢化的圖文方式顯示溫度曲線(xiàn)、報警位置、報警溫度等全部信息；系統可以通過(guò)RS232、RS485、內置繼電器、RJ45或其它工業(yè)協(xié)議等輸出形式與PC、消防報警系統等其它控制設備進(jìn)行聯(lián)動(dòng)，進(jìn)行聲光報警，信號輸出準確、完整。

    7、安全性

    光纜分布式溫度監測系統具備安全記錄功能，可儲存一年以?xún)鹊臍v史數據，并可進(jìn)行有效審核。

單端操作，遠程診斷，可通過(guò)局域網(wǎng)由專(zhuān)門(mén)工程師提供限度的系統遠程診斷；如果光纖受損，DTS系統可以即時(shí)定位受損點(diǎn)，并通過(guò)光纖熔接機對其進(jìn)行熔接，無(wú)需停止測量，這對于有效的實(shí)施在線(xiàn)監測是非常重要的；探測光纜本征安全，采用光信號,不會(huì )與動(dòng)力電纜之間產(chǎn)生相互電磁干擾。

技術(shù)參數

系統組成

系統由測溫主機、用戶(hù)軟件、測溫光纜、機柜（可定制）組成，如下圖所示。

    1、測溫主機

    測溫主機實(shí)現溫度測量和火災判斷。測溫主機采用模塊化設計，可靠性高；同時(shí)憑借高速微弱信號處理技術(shù)優(yōu)勢，最高可實(shí)現0.5m空間分辨率，技術(shù)指標達到國內高水平。

    測溫主機為2U標準機架式，測溫主機的前面板包括4個(gè)LED指示燈、1個(gè)開(kāi)關(guān)、1個(gè)摁鈕開(kāi)關(guān)以及蜂鳴器孔和風(fēng)扇散熱

    2、用戶(hù)軟件

    系統提供界面友好、操作簡(jiǎn)單的分布式光纖溫度監測應用軟件。該軟件主要包括：溫度監測、火災報警、可視化顯示等功能模塊。

    ●溫度曲線(xiàn)顯示

系統可以實(shí)時(shí)顯示整個(gè)光纜的溫度分布曲線(xiàn)，當某處溫度異常的時(shí)候通過(guò)曲線(xiàn)可以顯示該處溫度升高或降低。

    ●歷史溫度統計

提供歷史溫度數據統計分析功能，提供溫度變化趨勢，包括：（1）某時(shí)刻電纜不同位置的溫度分布曲線(xiàn)；（2）某天電纜某點(diǎn)的溫度變化曲線(xiàn)；（3）某時(shí)段電纜某點(diǎn)的溫度變化曲線(xiàn)；（4）某天最高溫度變化曲線(xiàn)。

    ●火災報警

提供定溫、溫升、區域溫差等多種靈活的火災報警方式，報警參數可以分級、分區域設置。當測量溫度超過(guò)閾值溫度時(shí)，系統會(huì )自動(dòng)發(fā)出聲音、LED指示燈、文字、圖像等報警信號。如可設定多級定溫報警（如30℃初報警，40℃預報警，50℃采取措施等）及溫升速率設定，并且可根據環(huán)境不同進(jìn)行溫度修正。溫升速率的設定值可由現場(chǎng)監測情況確定。

    3、測溫光纜

    光纖由石英玻璃拉制而成，通過(guò)各種封裝形成各種特性的光纜。光纜既是信號傳輸介質(zhì)，又是溫度感測元件?？紤]到現場(chǎng)的惡劣環(huán)境，感溫探測光纜應具備良好的抗嚙咬、抗震特性。所以感溫探測光纜應具備堅固的護套，提供良好的防護特性，但同時(shí)感溫探測光纜也應該提供良好的溫度傳導性能，以保證快速的火災探測。

    4、機柜（根據實(shí)際選配/定制）

    機柜部分不是必要部分，根據項目實(shí)際情況，可以選擇配置或者不配置。因本設備是獨立設備，可以不依賴(lài)于工控機電腦，機柜等外圍設備。在設備調試完成以后，只需要供電，通過(guò)網(wǎng)線(xiàn)將數據接入到服務(wù)器即可。如果配置為本地現場(chǎng)設備，則需要配置機柜，工控機，機柜為19英寸標準機柜，除測溫主機外，還包括工業(yè)計算機、機架式液晶顯示器、鍵盤(pán)鼠標、消防電源、蓄電池等外圍設備。