分布式光纖測溫系統(tǒng)

 拉曼散射 · 連續(xù)分布式測溫 · 定位精度＜1m

1 系統(tǒng)概述

1.1 系統(tǒng)簡介

分布式光纖測溫系統(tǒng)是一款連續(xù)分布式光纖溫度傳感系統(tǒng)，它利用光時域反射（OTDR）技術(shù)和拉曼（Raman）散射效應(yīng)測量沿光纖分布的溫度變化。該系統(tǒng)中光纖既是傳輸介質(zhì)，又是傳感器。激光脈沖沿光纖傳輸，與光纖介質(zhì)相互作用產(chǎn)生背向拉曼散射光（溫度敏感的Anti-Stokes和溫度不敏感的Stokes），經(jīng)波分復(fù)用器分離后由光電探測器探測，再經(jīng)高速信號采集和微弱信號處理，實時獲得溫度分布信息。該系統(tǒng)具有測量距離長、無測量盲區(qū)、實時測量等優(yōu)點，廣泛應(yīng)用于電力、交通隧道、地鐵、石化、大壩等領(lǐng)域。

1.2 測量原理

分布式光纖測溫系統(tǒng)同時實現(xiàn)溫度測量和空間定位。溫度測量利用光纖自發(fā)拉曼散射效應(yīng)，空間定位基于散射信號的回波時間（OTDR）。激光脈沖與光纖分子相互作用產(chǎn)生背向散射光，其中拉曼散射包括溫度不敏感的Stokes光和溫度敏感的Anti-Stokes光，兩者的比值準(zhǔn)確反映溫度信息；通過測量回波時間確定散射信號對應(yīng)的光纖位置。系統(tǒng)結(jié)構(gòu)示意圖如圖1-1所示，溫度分布曲線如圖1-2所示。

圖1-1 系統(tǒng)結(jié)構(gòu)示意圖

圖1-2 溫度分布曲線圖

1.3 系統(tǒng)特點及功能

• 實時性：7×24小時實時監(jiān)控，及時發(fā)現(xiàn)并定位過熱點，做到早期預(yù)警。

• 分布式：連續(xù)監(jiān)測，可根據(jù)現(xiàn)場情況任意設(shè)定報警值，實時顯示任意點溫度變化。

• 性：采用成熟的光纖測溫技術(shù)，光纜可適應(yīng)各種環(huán)境，報警值可靈活設(shè)定。

• 準(zhǔn)確性：溫度分辨率0.1℃，精度±1℃，多次取樣平均消除誤差。

• 靈活性：支持多級定溫報警（如30℃預(yù)警、40℃報警）和溫升速率報警，最多500個報警控制區(qū)域。

• 擴展性：支持1~16通道同時測量，可根據(jù)需要擴展。

• 兼容性：提供以太網(wǎng)、RS232接口，可向第三方系統(tǒng)提供分區(qū)、溫度及報警信息。

• 安全性：內(nèi)部數(shù)據(jù)記錄可儲存一年歷史數(shù)據(jù)；光纖受損可即時定位；光纜本征安全，無電磁干擾。

• 完整性：支持回路配置（雙端測量），單點受損不影響測量能力。

1.4 技術(shù)指標(biāo)

* 技術(shù)指標(biāo)以訂購合同或技術(shù)協(xié)議為準(zhǔn)，各指標(biāo)相互影響，詳情請聯(lián)系技術(shù)支持。

2 系統(tǒng)組成

分布式光纖測溫系統(tǒng)完整系統(tǒng)由溫度采集主機、感溫光纜和上位機軟件等組成。

2.1 溫度采集裝置

溫度采集主機主要分為機柜式、壁掛式、便攜式、機架式四種，如圖2-1所示。

圖2-1 產(chǎn)品照片（機柜式、壁掛式、便攜式、機架式）

2.2 感溫光纜

感溫光纜可定制，常規(guī)結(jié)構(gòu)有螺旋鋼管鎧裝、非金屬充油管型、耐高溫型、耐低溫型等；光纖纖芯常規(guī)規(guī)格62.5/125μm、50/125μm；光纖接頭常規(guī)規(guī)格FC/APC、E2000。

圖2-2 光纜結(jié)構(gòu)示意圖

圖2-3 光纜接口示意圖

注意：當(dāng)光纜連接頭暴露在空氣中時，請及時扣上光纖保護帽。

性能指標(biāo)

2.3 系統(tǒng)軟件

上位機軟件提供參數(shù)配置、實時監(jiān)測、歷史查詢、報警管理等功能，詳見第3章軟件操作。

3 主機各型號介紹

3.1 機柜式

可配置測溫主機、液晶顯示器、19英寸標(biāo)準(zhǔn)機柜、繼電器單元、消防電源、蓄電池等（以合同為準(zhǔn)）。尺寸：483×447×133mm，重量≤8KG。

圖3-1 機柜式組成圖

通訊接口：標(biāo)配USB×2、RJ45×1、VGA×1、RS232×1、16路開關(guān)量；擴展RS232×3、RS485×1、200路以上開關(guān)量；光纖通道FC/APC或E2000，最多16路。

3.2 壁掛式

主機外門有運行/故障/火警指示燈、消音/復(fù)位按鈕、蜂鳴器。尺寸：500×550×220mm，重量≤20KG，壁掛或機柜安裝。

圖3-2 壁掛式外觀圖

通訊接口：標(biāo)配USB×4、RJ45×1、RS232×1；擴展RS232×3、RS485×1、250路以上開關(guān)量；光纖通道最多8路。

3.3 便攜式

嵌入式全鋁機箱+便攜式手提箱，通過TCP/IP或RS232上傳數(shù)據(jù)。尺寸：300×300×89mm，重量≤4KG（不含手提箱）。

圖3-3 便攜式外觀圖

通訊接口：標(biāo)配RJ45×1；擴展RS232×2、200路以上開關(guān)量；光纖通道最多8路。

3.4 機架式

一體式19英寸機架安裝，正面有運行/故障/火警指示燈、消音/自檢按鈕、復(fù)位/啟停開關(guān)。尺寸：483×460×133mm，重量≤10KG。

圖3-4 機架式外觀圖

通訊接口：標(biāo)配USB×2、RJ45×1、VGA×1、RS232×1、RS485×1、16路開關(guān)量；擴展RS232×3、RS485×1、200路以上開關(guān)量；光纖通道最多16路。

3.5 報警聯(lián)動裝置

用于輸出開關(guān)量信號，實現(xiàn)聯(lián)動控制。尺寸：483×443×43mm，重量≤6KG，機柜安裝。

圖3-5 聯(lián)動裝置外觀圖

通訊接口：電源DC24V；RS232×2（串口1連主機，串口2級聯(lián)）；48路開關(guān)量信號輸出。

4 軟件操作概覽

系統(tǒng)軟件主界面由菜單欄、工具欄、導(dǎo)航欄、視圖窗口、信息欄和狀態(tài)欄組成，如圖4-1所示。

圖4-1 主界面窗口

主要功能：

• 菜單欄：系統(tǒng)（用戶切換/修改密碼/退出）、操作（通訊測試/消音/復(fù)位/自檢）、配置（參數(shù)配置/通道管理/報警分區(qū)/可視化配置/數(shù)據(jù)保存/協(xié)議配置）、查詢（歷史溫度/歷史報警）、測試（繼電器/通道）、幫助（產(chǎn)品注冊/關(guān)于）。

• 工具欄：快速訪問用戶切換、溫度查詢、報警查詢、復(fù)位、自檢、消音、報警分區(qū)、可視化配置。

• 導(dǎo)航欄：啟動測量、視圖切換、參數(shù)配置。

• 視圖窗口：顯示溫度曲線和可視化報警，支持縮放、復(fù)制、另存為、打印等操作。

• 信息欄：顯示報警時間、報警源、報警描述。

• 狀態(tài)欄：顯示登錄用戶、數(shù)據(jù)庫狀態(tài)、通道測量狀態(tài)。

5 系統(tǒng)安裝

5.1 基本工作條件

環(huán)境溫度(-10～50)℃，濕度(0～95)%RH，電源AC220V/50Hz 90W或DC24V 50W，防塵。

5.2 機柜式安裝

連接顯示器、測溫主機、消防電源，注意電源接線和光纖連接。

5.3 壁掛式安裝

可選擇壁掛或機柜安裝，按尺寸打孔固定。

5.4 便攜式安裝

通過網(wǎng)口連接上位機，配置運行環(huán)境后啟動軟件。

5.5 機架式安裝

直接固定于19英寸機柜，接入DC24V電源。

5.6 消防聯(lián)動裝置連接

通過RS232串口連接主機，配置軟件通訊串口，測試聯(lián)動輸出。

5.7 光纜配接

鋪設(shè)時光纜拉力不超過100N，避免扭曲彎折（弧度半徑＞6cm），插入光纖頭時避免眼睛直對接口。

6 常見問題處理

• 溫度曲線異常：檢查是否為熔接點，清潔光纖連接頭，檢查是否彎折。

• 光纖最后部分無數(shù)據(jù)：尾端5m受端面反射影響被扣除。

• 末段5m加熱無報警：同上，扣除尾端5m數(shù)據(jù)。

• 頭部20m溫度不準(zhǔn)：頭部反射較大，建議將前段20m盤繞在機柜內(nèi)。

• 插拔光纖時誤報警：先停止測量再插拔。

• 光纖斷裂瞬間誤報警：系統(tǒng)自動檢測斷纖，長度變化導(dǎo)致瞬時異常。

• 電源開啟但主機不啟動：檢查保險絲、消防電源輸出端子。

• 繼電器不工作：檢查與主機的連接是否正確。

7 售后服務(wù)承諾

* 分布式光纖測溫系統(tǒng) · 連續(xù)分布式 精準(zhǔn)測溫 *

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