分布式光纖溫度監(jiān)測(cè)系統(tǒng)是近年來發(fā)展起來,用于實(shí)時(shí)測(cè)量空間溫度場(chǎng)的系統(tǒng)。系統(tǒng)利用光纖作為傳感器,存在很大的市場(chǎng)發(fā)展?jié)摿Α?
DTS 分布式光纖溫度監(jiān)測(cè)系統(tǒng),是國(guó)內(nèi)外應(yīng)用較成熟的分布式光纖測(cè)溫技術(shù),該系統(tǒng)利用光纖感測(cè)信號(hào)和傳輸信號(hào),采用的 OTDR 技術(shù)和 Raman 散射光對(duì)溫度敏感的特性,探測(cè)出沿著光纖不同位置的溫度的變化,根據(jù)數(shù)據(jù)智能分析,實(shí)現(xiàn)真正分布式的測(cè)量,可及時(shí)預(yù)警火災(zāi)隱患,并精確定位火災(zāi)發(fā)生的位置。
應(yīng)用范圍
-隧道、地鐵、公路的溫度測(cè)量和火災(zāi)監(jiān)控
-發(fā)電廠、煤礦、井下、電路設(shè)備、電纜狀態(tài)檢測(cè)、電纜隧道及電纜夾層火災(zāi)監(jiān)測(cè)
-水利大壩、橋梁等的結(jié)構(gòu)健康監(jiān)測(cè)
-易燃物儲(chǔ)備倉(cāng)庫(kù)、油庫(kù)、輸油管道等狀態(tài)監(jiān)測(cè)
本公司的DTS 產(chǎn)品,采用嵌入式工控技術(shù),使用Linux操作系統(tǒng),系統(tǒng)穩(wěn)定可靠不會(huì)中毒(避免等威脅)。采用模塊化設(shè)計(jì)思路,通過以太網(wǎng)實(shí)現(xiàn)采集設(shè)備和處理部件分工分離,降低降低單一部件的復(fù)雜性,實(shí)現(xiàn)分布式處理,提高系統(tǒng)可靠性;
同時(shí)憑借高速信號(hào)處理技術(shù)優(yōu)勢(shì),實(shí)現(xiàn) 0.6m 空間分辨率(短距離高精度版為0.1m),技術(shù)指標(biāo)達(dá)到水平。本產(chǎn)品可提供基于多模光纖和單模光纖的 DTS 測(cè)溫,尤其適合高壓電纜在線監(jiān)測(cè),在實(shí)際應(yīng)用中得到了很好的反饋。
技術(shù)優(yōu)勢(shì)對(duì)比表
| 技術(shù)項(xiàng) | 傳統(tǒng)系統(tǒng) | 本公司系統(tǒng) | 優(yōu)勢(shì)情況 |
| 可靠性 | Windows操作系統(tǒng)容易中毒 | Linux操作系統(tǒng)百毒不侵 | 可靠性更高 |
| 技術(shù)平臺(tái) | 工控機(jī)+PCI | 嵌入式+以太網(wǎng) | 靈活擴(kuò)展 |
| 空間分辨率 | 3米 | 0.6米 | 提高5倍 |
| 電路帶寬 | 100M | 1G | 提高10倍 |
| 可維護(hù)性 | 需要使用遠(yuǎn)程桌面等第三方軟件才能進(jìn)行遠(yuǎn)程升級(jí)和配置。 | 可通過SSH遠(yuǎn)程安全在線升級(jí),并可自動(dòng)進(jìn)行數(shù)據(jù)備份和回退操作。 | 更易于維護(hù) |
空間分辨率的好壞關(guān)系到系統(tǒng)對(duì)于微小溫度異常的捕捉能力。例如電力系統(tǒng)應(yīng)用,如果某一節(jié)點(diǎn),電力線受損造成阻抗異常,出現(xiàn)溫度異常,造成局部電纜升溫溫升迅速。如果采用0.6米空間分辨率系統(tǒng)比較傳統(tǒng)系統(tǒng)(空間分辨率3米)將能夠提前5倍的時(shí)間判斷和定位電力線故障。
要提高空間分辨率,技術(shù)難點(diǎn)在于,APD探測(cè)器信號(hào)帶寬、MOPA脈沖寬度、采集卡采樣速率,三者都必須整體提高到一個(gè)比較高的程度。我公司已經(jīng)將APD探測(cè)器提高到了180M,充分保證了系統(tǒng)帶寬的提高,MOPA脈沖寬度可以降低到5ns以內(nèi),采集卡的采樣速率達(dá)到500M速率。綜計(jì)算,空間分比率為0.6米。短距離測(cè)量系統(tǒng)的空間分辨率為0.1米。可確保業(yè)內(nèi)兩年內(nèi)的技術(shù)地位。
DTS 的基本原理,當(dāng)激光在光纖中傳輸時(shí)發(fā)生拉曼散射,拉曼散射光分為斯托克斯光和反斯托克斯光。當(dāng)光纖受熱,反斯托克斯光強(qiáng)的變化相對(duì)斯托克斯光強(qiáng)的變化大很多。利用反斯托克斯光強(qiáng)與斯托克斯光強(qiáng)的特性,經(jīng)波分復(fù)用器和光電檢測(cè)器采集帶有溫度信息的背向拉曼散射光信號(hào),經(jīng)信號(hào)處理可以解調(diào)出實(shí)時(shí)的溫度信息。在時(shí)域中,利用光時(shí)域反射技術(shù)(Optical Time Domain Reflection),根據(jù)光在光纖中的傳輸速率和背向拉曼散射光的回波時(shí)間,可以對(duì)溫度點(diǎn)進(jìn)行定位。實(shí)現(xiàn)對(duì)光纖溫度場(chǎng)的分布式測(cè)量。
DTS 分布式光纖溫度監(jiān)測(cè)系統(tǒng)由以下部分組成:
1、告警監(jiān)測(cè)主機(jī)
功能:對(duì)溫度檢測(cè)部件組采集的溫度信號(hào)進(jìn)行實(shí)施處理,可以實(shí)時(shí)觀測(cè)各條光纜的實(shí)時(shí)溫度曲線,歷史溫度數(shù)據(jù),圖標(biāo)分析數(shù)據(jù)等。
2、溫度檢測(cè)部件組
功能:實(shí)時(shí)接收光信號(hào),經(jīng)過處理運(yùn)算和自校準(zhǔn),輸出光纜溫度數(shù)據(jù)。
3、測(cè)溫光纜
功能:現(xiàn)場(chǎng)布放測(cè)光纜(纖),作為溫度傳感器與被測(cè)對(duì)象緊貼布放。
4、組態(tài)軟件
功能:顯示光纜實(shí)時(shí)溫度曲線、報(bào)警信息、歷史數(shù)據(jù)、分析報(bào)表等。
5、分析軟件
功能:在溫度檢測(cè)部件運(yùn)行,負(fù)責(zé)采集光信號(hào),并將其轉(zhuǎn)換為溫度信號(hào)。
1、連續(xù)分布式測(cè)量
分布式光纖傳感器真正的分布式測(cè)量,可以連續(xù)的得到沿著探測(cè)光纜的所有溫度信息,無測(cè)量盲區(qū),誤報(bào)和漏報(bào)率大大降低,同時(shí)實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)。
2、模塊化設(shè)計(jì),安裝簡(jiǎn)單
光纖即為傳感器,也作為傳輸媒介。模塊化設(shè)計(jì),安裝非常方便,便于維護(hù)。
3、扛電磁干擾,在高溫電磁環(huán)境下可以正常的工作
光纖本身是由石英材料組成的,的電絕緣;同時(shí)光纖傳感器的信號(hào)是以光纖為載體的,本身安全,不受任何外界電磁環(huán)境的干擾。
4、本身防雷
雷電經(jīng)常破壞大量的電測(cè)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。
5、測(cè)量距離遠(yuǎn),適用于遠(yuǎn)程監(jiān)控
光想的兩個(gè)突出優(yōu)點(diǎn)就是傳輸數(shù)據(jù)量大和損耗小,在無需中繼的情況下,可以實(shí)現(xiàn)十幾公里的遠(yuǎn)程監(jiān)測(cè)。
6、靈敏度高,測(cè)量精度高
理論上大多數(shù)光纖傳感器的靈敏度和測(cè)量精度有優(yōu)于一般的傳感器,實(shí)際已成熟的產(chǎn)品在應(yīng)用上已經(jīng)證明了這一點(diǎn)。
7、壽命長(zhǎng)、成本低、系統(tǒng)簡(jiǎn)單
光纖的材料一般皆為石英玻璃,其具有耐腐蝕、耐火、耐水及壽命長(zhǎng)的特性,通??梢苑?30年。綜合可慮傳感器的自身成本以及以后的維護(hù)費(fèi)用,使用光纖傳感器可以大大降低整個(gè)工程的最終經(jīng)營(yíng)成本。
DTS4000—分布式光纖測(cè)溫系統(tǒng)(Distributed Temperature Sensor )
型號(hào):DTS400X-YY
X:1短距離高精度版;2長(zhǎng)距離標(biāo)準(zhǔn)版;3為綜合版。
XX—通道數(shù):01—1 通道、02—2 通道、04—4 通道、08—8 通道
產(chǎn)品參數(shù):
| DTS4001 | DTS4002 | DTS4003 | |
| 通道數(shù) | 1/2/4/8 | ||
| 測(cè)溫范圍 | -50℃~200℃ | ||
| 溫度精度 | ≤±1℃ | ||
| 定位精度 | 0.025m | 0.2m | 0.025m或0.2m |
| 空間分辨率 | 0.1m | 0.6m | 0.1m或0.6m |
| 測(cè)量距離 | 100m | 10km | 100m或10km |
| 測(cè)量時(shí)間 | ≤2s | ||
| 主機(jī)工作溫度 | 0℃~55℃ | ||
| 濕度 | 5%~85% | ||



































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