分布式光纖測溫系統(tǒng)原理

一、系統(tǒng)工作原理

    光纖測溫的原理是依據(jù)反向拉曼（Raman） 散射效應(yīng)。激光脈沖與光纖分子相互作用, 發(fā)生散射，散射有多種，如：瑞利（Rayleigh）散射、布里淵（Brillouin）散射和拉曼（Raman）散射等。其中拉曼散射是由于光纖分子的熱振動，它會產(chǎn)生一個比光源波長長的光，稱斯托克斯（Stokes）光，和一個比光源波長短的光，稱為反斯托克斯（Anti-Stokes）光。光纖受外部溫度的調(diào)制使光纖中的反斯托克斯（Anti-Stokes）光強(qiáng)發(fā)生變化，Anti-Stokes與Stokes的比值提供了溫度的指示，利用這一原理可以實(shí)現(xiàn)對沿光纖溫度場的分布式測量。 

 采用高品質(zhì)的脈沖光源、光接收設(shè)備和高速的信號采集處理技術(shù)，就可以得到沿光纖所有點(diǎn)的準(zhǔn)確溫度值。是目前性能好。能夠?qū)崿F(xiàn)對距離zui長30km；空間分辨率1m的溫度進(jìn)行測量，也就是相當(dāng)于30,000個測量點(diǎn)。JC-OM300產(chǎn)品包括2km、4km、6km、8km、10km、12km、15km和30km八種系統(tǒng)型號，根據(jù)實(shí)際工程的大小，用戶可以選擇相應(yīng)的產(chǎn)品型號。同時JC-OM300的測量時間遠(yuǎn)遠(yuǎn)優(yōu)于其他產(chǎn)品，對于實(shí)時的火災(zāi)預(yù)警具有非常重要的意義。

二、技術(shù)優(yōu)勢

    與傳統(tǒng)傳感器相比較，具有許多天然的優(yōu)勢，主要包括： 

    分布式光纖測溫系統(tǒng)原理

1） 連續(xù)分布式測量 

    分布式光纖傳感器是真正的分布式測量，可以連續(xù)的得到沿著探測光纖幾十公里的測量信息，誤報(bào)和漏報(bào)率大大降低，同時實(shí)現(xiàn)實(shí)時監(jiān)測。

    2） 抗電磁干擾，實(shí)現(xiàn)現(xiàn)場無電檢測。 

    光纖本身是由石英材料組成的，*的電絕緣；同時光纖傳感器的信號是以光信號為載體的，本征安全，不受任何外界電磁環(huán)境的干擾。罐區(qū)可以不帶電進(jìn)場，因而消除了在含可燃混合氣體的區(qū)域可能造成的產(chǎn)生電火花的危險(xiǎn)性，可實(shí)現(xiàn)現(xiàn)場無電檢測，本質(zhì)安全。

    3） 本征防雷。 

    雷電經(jīng)常破壞大量的電測傳感器。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。

    4） 測量距離遠(yuǎn)，適于遠(yuǎn)程監(jiān)控。 

    光纖的兩個突出優(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)幾十公里的遠(yuǎn)程監(jiān)測。

    5） 靈敏度高，測量精度高。 

    理論上大多數(shù)光纖傳感器的靈敏度和測量精度都優(yōu)于一般的傳感器，實(shí)際已成熟的產(chǎn)品也證明了這一點(diǎn)。

    6） 壽命長，成本低，系統(tǒng)簡單。 

    光纖的材料一般皆為石英玻璃，其具有*、耐火、耐水及壽命長的特性，通常可以服役30 年。綜合考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工程的zui終經(jīng)營成本，該監(jiān)測系統(tǒng)屬于目前石油化工領(lǐng)域較理想的技術(shù)裝備。

    ◆ 發(fā)電廠各種管網(wǎng)的溫度檢測及超溫報(bào)警。

    ◆ 各種大中型輸油管道的溫度檢測及超溫報(bào)警。

    ◆ 化工原料、攝影材料、食品等生產(chǎn)過程的溫度動態(tài)檢測。

    ◆ 智能大廈、一般民用建筑物內(nèi)的溫度檢測及火災(zāi)報(bào)警。

四、系統(tǒng)架構(gòu)圖

五、產(chǎn)品性能和技術(shù)參數(shù)

   由測溫主機(jī)和探測光纖兩部分組成： 

   1.測溫主機(jī) 

    特點(diǎn)： 

?整條光纖既傳輸信號又感應(yīng)被測量 

?測試距離遠(yuǎn)：可達(dá)到30km 

?定位精度高： 1m 

?溫度分辨率可達(dá)0.1 ℃，測量精度為±1 ℃ 

?內(nèi)置PC 

?友好的用戶界面 

?豐富的通信/輸出接口（VGA、RJ-45、RS232/485、USB） 

?特殊設(shè)計(jì)的傳感光纖 

?多種溫度報(bào)式 

    技術(shù)參數(shù)： 

       ?監(jiān)測長度：zui長30km； 

       ?通道數(shù) ：zui多可擴(kuò)展為16路通道； 

       ?定位精度：1m； 

       ?測溫精度 ：±1ºC； 

       ?溫度分辨率：0.1ºC； 

       ?測量時間 ：zui短3s； 

       ?適用溫度范圍：-10ºC～100ºC（可擴(kuò)展到－50 ºC～150 ºC）； 

   2.探測光纖 

   探測光纜采用單芯多模62.5/125μm光纜，光纜內(nèi)部采用雙層鎧裝保護(hù)，外護(hù)套為高性能的高密度低煙無鹵聚乙烯材料，此探測光纜具有優(yōu)良的熱傳導(dǎo)特性、機(jī)械性能、防水性能及抗腐蝕特性。

      特點(diǎn)： 

  ?雙層鎧裝管保護(hù)，高抗拉、抗壓，柔韌堅(jiān)固，布線非常簡單； 

  ?光纜外徑小，結(jié)構(gòu)簡單，熱滲透快，測溫響應(yīng)時間短； 

  ?外護(hù)套采用紅色阻燃PVC，OFCR防火等級，IP67防護(hù)等級附合消防安全標(biāo)準(zhǔn)要求。

  ?采用美國康寧光纖，OVD制程工藝確保光纖質(zhì)量，保證光纖探測精度

  ?整條光纖既傳輸信號又感應(yīng)被測量

技術(shù)指標(biāo)：