分布式光纤温度传感系统

分布式光纤温度传感系统

系统简介

    分布式光纤温度传感系统是一款连续分布式光纤温度传感系统（Distributed Temperature Sensing System，DTS），它采用先进的OTDR技术和Raman散射光对温度敏感的特性，探测出沿着光纤不同位置的温度变化，实现真正分布式的测量。线型光纤差定温火灾探测器除了及时预警火灾隐患外，还能精确定位火灾发生位置。作为一种成熟的分布式测温手段，线型光纤差定温火灾探测器具有测量距离远、测量精度高、响应速度快、抗电磁干扰、适于易燃易爆等危险场所等优点，可广泛应用于高压电缆在线监测、电力载流量分析、交通隧道火情监测、油气储罐火情监测、输煤皮带火情监测、大坝渗漏监测等领域。

测温原理

     DTS的温度测量基于自发拉曼Raman散射效应。大功率窄脉宽激光脉冲LD入射到传感光纤后，激光与光纤分子相互作用，产生极其微弱的背向散射光，散射光有三个波长，分别是Rayleigh（瑞利）、anti-stokes（反斯托克斯）和stokes（斯托克斯）光；其中anti-stokes温度敏感，为信号光；stokes温度不敏感，为参考光。从传感光纤背向散射的信号光经再次经过分光模块WF，隔离Rayleigh散射光，透过温度敏感的anti-stokes信号光和温度不敏感的stokes参考光，并且由同一探测器（APD）接收，根据两者的光强比值可计算出温度。而位置的确定是基于光时域反射OTDR技术，利用高速数据采集测量散射信号的回波时间即可确定散射信号所对应的光纤位置。

系统特点及技术优势

  1、快速性

  系统测温、定位速度非常高。为了提高测量时间，采用了高速微弱信号处理技术优势，单次测量时间最短为3s，响应速度快。

  2、分布特性

  可提供连续动态监测长达十几公里范围内每隔0.5米各点的温度变化信号，可任意设置各级温度报警值。

  3、先进性

  、、、。关键器件优选国外进口高性能器件，核心算法经过严格测试。

  4、准确性

  该系统的典型温度分辨率达到0.5℃，温度精度1℃，空间分辨率最高达0.5m。

  5、灵活性

  系统为实时在线监测方式；监测范围内任何一点的报警信号上传至火灾报警控制器的时间不大于30秒；监测系统提供的是一个连续的动态监测信号，系统可设置多级温度点报警即系统支持多级报警，如30℃初报警，40℃预报警，50℃采取措施等，并且可以根据环境不同进行报警点温度参数设定；具有差定温多种报警方式，并且报警参数可按客户需求进行分区设置，报警方式灵活。

  6、兼容性

  系统主机为开放通信协议，提供与工作站联接的通信接口，在中央控制室防灾报警工作站以汉化的图文方式显示温度曲线、报警位置、报警温度等全部信息；系统可以通过RS232、RS485、内置继电器、RJ45或其它工业协议等输出形式与PC、消防报警系统等其它控制设备进行联动，进行声光报警，信号输出准确、完整。

  7、安全性

  光缆分布式温度监测系统具备安全记录功能，可储存一年以内的历史数据，并可进行有效审核。

单端操作，远程诊断，可通过局域网由专门工程师提供限度的系统远程诊断；如果光纤受损，DTS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，无需停止测量，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。

技术参数

系统组成

系统由测温主机、用户软件、测温光缆、机柜（可定制）组成，如下图所示。

  1、测温主机

  测温主机实现温度测量和火灾判断。测温主机采用模块化设计，可靠性高；同时凭借高速微弱信号处理技术优势，最高可实现0.5m空间分辨率，技术指标达到国内高水平。

  测温主机为2U标准机架式，测温主机的前面板包括4个LED指示灯、1个开关、1个摁钮开关以及蜂鸣器孔和风扇散热

  2、用户软件

  系统提供界面友好、操作简单的分布式光纤温度监测应用软件。该软件主要包括：温度监测、火灾报警、可视化显示等功能模块。

  ●温度曲线显示

系统可以实时显示整个光缆的温度分布曲线，当某处温度异常的时候通过曲线可以显示该处温度升高或降低。

  ●历史温度统计

提供历史温度数据统计分析功能，提供温度变化趋势，包括：（1）某时刻电缆不同位置的温度分布曲线；（2）某天电缆某点的温度变化曲线；（3）某时段电缆某点的温度变化曲线；（4）某天最高温度变化曲线。

  ●火灾报警

提供定温、温升、区域温差等多种灵活的火灾报警方式，报警参数可以分级、分区域设置。当测量温度超过阈值温度时，系统会自动发出声音、LED指示灯、文字、图像等报警信号。如可设定多级定温报警（如30℃初报警，40℃预报警，50℃采取措施等）及温升速率设定，并且可根据环境不同进行温度修正。温升速率的设定值可由现场监测情况确定。

  3、测温光缆

  光纤由石英玻璃拉制而成，通过各种封装形成各种特性的光缆。光缆既是信号传输介质，又是温度感测元件。考虑到现场的恶劣环境，感温探测光缆应具备良好的抗啮咬、抗震特性。所以感温探测光缆应具备坚固的护套，提供良好的防护特性，但同时感温探测光缆也应该提供良好的温度传导性能，以保证快速的火灾探测。

  4、机柜（根据实际选配/定制）

  机柜部分不是必要部分，根据项目实际情况，可以选择配置或者不配置。因本设备是独立设备，可以不依赖于工控机电脑，机柜等外围设备。在设备调试完成以后，只需要供电，通过网线将数据接入到服务器即可。如果配置为本地现场设备，则需要配置机柜，工控机，机柜为19英寸标准机柜，除测温主机外，还包括工业计算机、机架式液晶显示器、键盘鼠标、消防电源、蓄电池等外围设备。