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APUE-FB330T分布式光纤测温系统

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概述:


  分布式光纤测温系统是一款连续分布式光纤温度传感系统,它利用光时域反射(OTDR)技术和拉曼(Raman)散射效应测量沿光纤分布的温度变化。该系统中光纤既是传输介质,又是传感器,激光脉冲沿光纤向前传输,激光与光纤介质相互作用,产生极为微弱的背向拉曼散射光(温度敏感的anti-stokes光和温度不敏感的stokes光),经波分复用器分离后由高灵敏光电探测器所探测,再经高速信号采集和微弱信号处理,得到背向散射信号光的光强比值和返回时间,从而实时获得温度分布信息。分布式光纤温度传感系统作为国内外最先进的温度探测器,具有测量距离长、无测量盲区、实时测量等优点,在电力、交通隧道、地铁、石化、大坝等领域均有广泛应用。


  分布式光纤测温系统集光、机、电、计算机和微弱信号检测等高新技术为一体,采用多项国内外领先的光电测量技术和光纤技术,产品具有测量精度高、测量时间短、测量距离长等特点,关键技术指标超过国内外同类产品,为业内领先的产品,可满足客户的不同应用需求。分布式光纤测温系统具有定温、差温、温升等多种报警算法,可提供声、光、图像和继电器报警方式,同时提供丰富的标准接口通讯方式方便与其他各类设备相连及数据采集,具备良好的兼容性和扩展性。


测量原理:


  分布式光纤测温系统同时实现温度测量和空间定位功能,其中温度测量利用光纤自发拉曼(Raman)散射效应,空间定位基于散射信号的回波时间(OTDR技术)。高速驱动电路驱动激光器发出一窄脉宽激光脉冲,激光脉冲经波分复用器后沿传感光纤向前传输,激光脉冲与光纤分子相互作用,产生多种微弱的背向散射,包括瑞利(Rayleigh)散射、布里渊(Brillouin)散射和拉曼(Raman)散射等,其中拉曼散射是由于光纤分子的热振动,产生温度不敏感的斯托克斯(Stokes)光和温度敏感的反斯托克斯(Anti-Stokes)光,两者的波长不一样,经波分复用器分离后由高灵敏的探测器所探测。光纤中的Anti-Stokes光强受外界温度调制,Anti-Stokes与Stokes的光强比值准确反映了温度信息;不同位置的拉曼散射信号返回探测器的时间是不一样的,通过测量该回波时间即可确定散射信号所对应的光纤位置;结合高速信号采集与数据处理技术,可准确、快速地获得整根传感光纤的温度分布信息。分布式光纤测温系统的系统结构示意图如图1-1所示。

图1-1分布式光纤测温系统结构示意图

系统特点及功能:


  1、实时性:分布光纤测温系统对待测区域的温度进行7×24小时的实时监控,及时发现并定位过热点,做到早期预警。


  2、分布式:分布式光纤测温系统为分布式测温,连续监测,可根据现场情况任意设定报警值。实时显示待测范围内任意点的温度变化。


  3、先进性:分布式光纤测温系统光缆分布式温度测量系统是电缆温度在线监测的最有效的手段,在国外已经取代传统的线性感温材料,在技术上已非常成熟完善;通过采用不同的外护套材料,探测光缆可以适应各种环境;区域长度设定、报警值设定及系统校定均可采用Windows 2000及以上版本软件来完成。


  4、准确性:分布式光纤测温系统温度分辨率可以达到0.1℃,温度精度可以达到1℃;终端机内的激光发射装置每秒钟会发射上万次的光脉冲,并将取样温度的平均值输出到显示系统,基本消除误差。


  5、灵活性:分布式光纤测温监测系统的监测是连续的,可设置多级定温报警,如30℃初报警,40℃预报警,50℃采取措施等,并且可以根据现场环境情况进行修正;为避免误报发生,在设定定温报警的同时,还可以设定温升速率报警,或定温和差温结合报警。报警控制区可编程,并可按照用户的要求进行分区,可针对环境变化最多可设置500个不同报警控制区域。


  6、扩展性:分布式光纤测温系统可以对多路光纤进行同时测量,根据实际需要,有1、2、4、8最多至16路可以选择。


  7、兼容性:分布式光纤测温系统可以通过以太网网口、RS232接口,向终端用户控制系统(如平板PC)提供分区、温度及报警信息。


  8、安全性:分布式光纤测温系统也可具备内部数据记录功能,可储存一年的历史数据(如可用),并可把存储的数据调(恢复)出来;远程控制和诊断,可通过网络接口进行远程控制和诊断;如果光纤受损,分布式光纤测温系统可以即时定位受损点,并通过光纤熔接机对其进行熔接,这对于有效的实施在线监测是非常重要的;探测光缆本征安全,采用光信号,不会与动力电缆之间产生相互电磁干扰。


  9、完整性:分布式温度测量系统可以根据现场环境要求采用回路配置-即光缆的两端均连接到分布式光纤测温系统主机上。回路设计采用“双端”数据处理(即如果出现断路,可从回路两端同时进行单端测量),因此光缆上单点受损并不影响分布式光纤测温系统在回路两端采集数据的能力,也不会引起任何性能损失,如响应时间,区域定位及温度分辨率将保持不变。

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