分布式光纖溫度傳感系統

分布式光纖溫度傳感系統

系統簡介

    分布式光纖溫度傳感系統是一款連續分布式光纖溫度傳感系統（Distributed Temperature Sensing System，DTS），它采用先進的OTDR技術和Raman散射光對溫度敏感的特性，探測出沿著光纖不同位置的溫度變化，實現真正分布式的測量。線型光纖差定溫火災探測器除了及時預警火災隱患外，還能精確定位火災發生位置。作為一種成熟的分布式測溫手段，線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所等優點，可廣泛應用于高壓電纜在線監測、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、大壩滲漏監測等領域。

測溫原理

     DTS的溫度測量基于自發拉曼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，產生極其微弱的背向散射光，散射光有三個波長，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再次經過分光模塊WF，隔離Rayleigh散射光，透過溫度敏感的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域反射OTDR技術，利用高速數據采集測量散射信號的回波時間即可確定散射信號所對應的光纖位置。

系統特點及技術優勢

  1、快速性

  系統測溫、定位速度非常高。為了提高測量時間，采用了高速微弱信號處理技術優勢，單次測量時間最短為3s，響應速度快。

  2、分布特性

  可提供連續動態監測長達十幾公里范圍內每隔0.5米各點的溫度變化信號，可任意設置各級溫度報警值。

  3、先進性

  、、、。關鍵器件優選國外進口高性能器件，核心算法經過嚴格測試。

  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

  系統為實時在線監測方式；監測范圍內任何一點的報警信號上傳至火災報警控制器的時間不大于30秒；監測系統提供的是一個連續的動態監測信號，系統可設置多級溫度點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，并且可以根據環境不同進行報警點溫度參數設定；具有差定溫多種報警方式，并且報警參數可按客戶需求進行分區設置，報警方式靈活。

  6、兼容性

  系統主機為開放通信協議，提供與工作站聯接的通信接口，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、報警位置、報警溫度等全部信息；系統可以通過RS232、RS485、內置繼電器、RJ45或其它工業協議等輸出形式與PC、消防報警系統等其它控制設備進行聯動，進行聲光報警，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，可儲存一年以內的歷史數據，并可進行有效審核。

單端操作，遠程診斷，可通過局域網由專門工程師提供限度的系統遠程診斷；如果光纖受損，DTS系統可以即時定位受損點，并通過光纖熔接機對其進行熔接，無需停止測量，這對于有效的實施在線監測是非常重要的；探測光纜本征安全，采用光信號,不會與動力電纜之間產生相互電磁干擾。

技術參數

系統組成

系統由測溫主機、用戶軟件、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；同時憑借高速微弱信號處理技術優勢，最高可實現0.5m空間分辨率，技術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LED指示燈、1個開關、1個摁鈕開關以及蜂鳴器孔和風扇散熱

  2、用戶軟件

  系統提供界面友好、操作簡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。

  ●溫度曲線顯示

系統可以實時顯示整個光纜的溫度分布曲線，當某處溫度異常的時候通過曲線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）某時刻電纜不同位置的溫度分布曲線；（2）某天電纜某點的溫度變化曲線；（3）某時段電纜某點的溫度變化曲線；（4）某天最高溫度變化曲線。

  ●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。當測量溫度超過閾值溫度時，系統會自動發出聲音、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，并且可根據環境不同進行溫度修正。溫升速率的設定值可由現場監測情況確定。

  3、測溫光纜

  光纖由石英玻璃拉制而成，通過各種封裝形成各種特性的光纜。光纜既是信號傳輸介質，又是溫度感測元件。考慮到現場的惡劣環境，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（根據實際選配/定制）

  機柜部分不是必要部分，根據項目實際情況，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，通過網線將數據接入到服務器即可。如果配置為本地現場設備，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，還包括工業計算機、機架式液晶顯示器、鍵盤鼠標、消防電源、蓄電池等外圍設備。