分布式光纖測(cè)溫技術(shù)簡介及其應(yīng)用

光纖(Optic Fiber)全稱為光導(dǎo)纖維，是一種常用的圓柱形介質(zhì)波導(dǎo)材料。采用特殊設(shè)計(jì)的快速導(dǎo)熱型光纜，纖芯采用進(jìn)口GI 62.5/ 125多模光纖，光纖保護(hù)層選用強(qiáng)度高聚合物及不銹鋼螺旋管鎧裝護(hù)套，外護(hù)套為低煙無鹵阻燃材料，抗拉強(qiáng)度、耐彎、耐壓性能好，防水、抗腐蝕性，穩(wěn)定可靠，工作壽命長。經(jīng)過特殊設(shè)計(jì)的光纜結(jié)構(gòu)，既能快速傳遞外界熱量，又可有效保護(hù)光纜內(nèi)部的光纖，還能防止嚙齒動(dòng)物的嚙咬，尤其適合工業(yè)消防監(jiān)測(cè)應(yīng)用及工程施工需求。

 

分布式光纖測(cè)溫的特點(diǎn)：

（1）可以實(shí)現(xiàn)單點(diǎn)、多點(diǎn)和連續(xù)區(qū)域的測(cè)溫；

（2）可以同時(shí)作為測(cè)溫和傳輸?shù)慕橘|(zhì)；

（3）擁有抗電磁干擾能力、抗腐蝕、絕緣性能好，安裝方式靈活；

（4）可以與消防、報(bào)警系統(tǒng)等聯(lián)動(dòng)；

（5）可以遠(yuǎn)程傳輸數(shù)據(jù)，遠(yuǎn)程查看和操控；

（6）可以進(jìn)行數(shù)據(jù)分析，故障點(diǎn)排查。

 

分布式光纖測(cè)溫技術(shù)：

單波長發(fā)射光入射到光纖后，從光纖返回的散射光包括3種頻率分類，瑞利散射、拉曼散射和布里淵散射。瑞利散射對(duì)溫度不敏感，而拉曼散射和布里淵散射具有溫度調(diào)制特性，可以作為分布式光纖測(cè)溫的技術(shù)方案。

 

分布式光纖測(cè)溫技術(shù)的基本原理包括對(duì)反射光的時(shí)域或者頻域分析。光時(shí)域分析反射(Optical Time-Domain Reflectometer，OTDR)的主要原理是將一束高功率的激光入射到光纖中，散射回來的光強(qiáng)隨時(shí)間變化，得到相關(guān)物理量沿光纖傳播方向的分布。光頻域分析反射(Optical Frequency-Domain Reflectometer，OFDR)的原理是在光纖終端解析光的頻域信息，區(qū)分出攜帶信息的信號(hào)光，對(duì)其進(jìn)行分析得到溫度的特征。

 

一、分布式光纖測(cè)溫技術(shù)的應(yīng)用

示例1 分布式光纖測(cè)溫技術(shù)在電力系統(tǒng)中的應(yīng)用

 

電力開關(guān)柜分布式光纖測(cè)溫結(jié)構(gòu)示意圖

 

 

 分布式光纖測(cè)溫報(bào)警系統(tǒng)主要由DCT-8000光纖測(cè)溫主機(jī)、感溫探測(cè)光纜、火災(zāi)報(bào)警控制主機(jī)等構(gòu)成，分別如下：

分布式光纖測(cè)溫系統(tǒng)能實(shí)現(xiàn)的功能：

（1）火災(zāi)自動(dòng)報(bào)警：對(duì)光纖傳感器檢測(cè)的區(qū)域溫度數(shù)據(jù)進(jìn)行實(shí)時(shí)采集，存儲(chǔ)和顯示，并能對(duì)歷史數(shù)據(jù)進(jìn)行動(dòng)態(tài)分析和追蹤，一旦發(fā)現(xiàn)溫度異常波動(dòng)，可以自動(dòng)報(bào)警。

（2）可視化視圖，易于定位；

（3）遠(yuǎn)程網(wǎng)絡(luò)在線狀態(tài)查詢：溫度和報(bào)警數(shù)據(jù)存在硬盤中，可以設(shè)置采樣間隔，可以通過網(wǎng)絡(luò)遠(yuǎn)程查看數(shù)據(jù)。

（4）可以根據(jù)用戶要求設(shè)定不同的報(bào)警條件:如溫度超過某一臨界值，溫升速率超過某個(gè)值，溫度超過平均溫度達(dá)到某個(gè)值后進(jìn)行報(bào)警；

（5）  溫度統(tǒng)計(jì):可以溫度數(shù)據(jù)進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析

（6）系統(tǒng)聯(lián)動(dòng)：溫度異常時(shí)可以報(bào)警，電話或者短信提醒；

（7）線路自檢及故障定位：能夠?qū)囟犬惓５奈恢眠M(jìn)行準(zhǔn)確定位

（8）  溫度分布曲線

 

山東正瑞研發(fā)的DCT-8000分布式光纖測(cè)溫系統(tǒng)同時(shí)實(shí)現(xiàn)溫度測(cè)量和空間定位功能，其中溫度測(cè)量利用光纖自發(fā)拉曼（Raman）散射效應(yīng)，空間定位利用光時(shí)域反射（OTDR）技術(shù)。可實(shí)現(xiàn)大范圍空間溫度分布式實(shí)時(shí)測(cè)量，具有測(cè)量距離長、覆蓋探測(cè)區(qū)域、實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)、可精確定位等優(yōu)點(diǎn)，在交通隧道、地鐵、電力、石化、水利等等領(lǐng)域均有應(yīng)用。

 

 

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