分布式光纖測溫系統原理

分布式光纖測溫系統原理

一、系統工作原理

    光纖測溫的原理是依據反向拉曼（Raman） 散射效應。激光脈沖與光纖分子相互作用, 發生散射，散射有多種，如：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，它會產生一個比光源波長長的光，稱斯托克斯（Stokes）光，和一個比光源波長短的光，稱為反斯托克斯（Anti-Stokes）光。光纖受外部溫度的調制使光纖中的反斯托克斯（Anti-Stokes）光強發生變化，Anti-Stokes與Stokes的比值提供了溫度的指示，利用這一原理可以實現對沿光纖溫度場的分布式測量。 

 采用高品質的脈沖光源、光接收設備和高速的信號采集處理技術，就可以得到沿光纖所有點的準確溫度值。是目前性能好。能夠實現對距離zui長30km；空間分辨率1m的溫度進行測量，也就是相當于30,000個測量點。JC-OM300產品包括2km、4km、6km、8km、10km、12km、15km和30km八種系統型號，根據實際工程的大小，用戶可以選擇相應的產品型號。同時JC-OM300的測量時間遠遠優于其他產品，對于實時的火災預警具有非常重要的意義。

二、技術優勢

    與傳統傳感器相比較，具有許多天然的優勢，主要包括： 

    分布式光纖測溫系統原理

1） 連續分布式測量 

    分布式光纖傳感器是真正的分布式測量，可以連續的得到沿著探測光纖幾十公里的測量信息，誤報和漏報率大大降低，同時實現實時監測。

    2） 抗電磁干擾，實現現場無電檢測。 

    光纖本身是由石英材料組成的，*的電絕緣；同時光纖傳感器的信號是以光信號為載體的，本征安全，不受任何外界電磁環境的干擾。罐區可以不帶電進場，因而消除了在含可燃混合氣體的區域可能造成的產生電火花的危險性，可實現現場無電檢測，本質安全。

    3） 本征防雷。 

    雷電經常破壞大量的電測傳感器。光纖傳感器由于*的電絕緣，可以抵抗高電壓和高電流的沖擊。

    4） 測量距離遠，適于遠程監控。 

    光纖的兩個突出優點就是傳輸數據量大和損耗小，在無需中繼的情況下，可以實現幾十公里的遠程監測。

    5） 靈敏度高，測量精度高。 

    理論上大多數光纖傳感器的靈敏度和測量精度都優于一般的傳感器，實際已成熟的產品也證明了這一點。

    6） 壽命長，成本低，系統簡單。 

    光纖的材料一般皆為石英玻璃，其具有*、耐火、耐水及壽命長的特性，通常可以服役30 年。綜合考慮傳感器的自身成本以及以后的維護費用，使用光纖傳感器可以大大降低整個工程的zui終經營成本，該監測系統屬于目前石油化工領域較理想的技術裝備。

    ◆ 發電廠各種管網的溫度檢測及超溫報警。

    ◆ 各種大中型輸油管道的溫度檢測及超溫報警。

    ◆ 化工原料、攝影材料、食品等生產過程的溫度動態檢測。

    ◆ 智能大廈、一般民用建筑物內的溫度檢測及火災報警。

四、系統架構圖

五、產品性能和技術參數

   由測溫主機和探測光纖兩部分組成： 

   1.測溫主機 

    特點： 

?整條光纖既傳輸信號又感應被測量 

?測試距離遠：可達到30km 

?定位精度高： 1m 

?溫度分辨率可達0.1 ℃，測量精度為±1 ℃ 

?內置PC 

?友好的用戶界面 

?豐富的通信/輸出接口（VGA、RJ-45、RS232/485、USB） 

?特殊設計的傳感光纖 

?多種溫度報式 

    技術參數： 

       ?監測長度：zui長30km； 

       ?通道數 ：zui多可擴展為16路通道； 

       ?定位精度：1m； 

       ?測溫精度 ：±1ºC； 

       ?溫度分辨率：0.1ºC； 

       ?測量時間 ：zui短3s； 

       ?適用溫度范圍：-10ºC～100ºC（可擴展到－50 ºC～150 ºC）； 

   2.探測光纖 

   探測光纜采用單芯多模62.5/125μm光纜，光纜內部采用雙層鎧裝保護，外護套為高性能的高密度低煙無鹵聚乙烯材料，此探測光纜具有優良的熱傳導特性、機械性能、防水性能及抗腐蝕特性。

      特點： 

  ?雙層鎧裝管保護，高抗拉、抗壓，柔韌堅固，布線非常簡單； 

  ?光纜外徑小，結構簡單，熱滲透快，測溫響應時間短； 

  ?外護套采用紅色阻燃PVC，OFCR防火等級，IP67防護等級附合消防安全標準要求。

  ?采用美國康寧光纖，OVD制程工藝確保光纖質量，保證光纖探測精度

  ?整條光纖既傳輸信號又感應被測量

技術指標：