分布式光纖溫度監(jiān)測系統(tǒng)是近年來發(fā)展起來,用于實時測量空間溫度場的系統(tǒng)。系統(tǒng)利用光纖作為傳感器,存在很大的市場發(fā)展?jié)摿Α?
DTS 分布式光纖溫度監(jiān)測系統(tǒng),是國內(nèi)外應(yīng)用較成熟的分布式光纖測溫技術(shù),該系統(tǒng)利用光纖感測信號和傳輸信號,采用的 OTDR 技術(shù)和 Raman 散射光對溫度敏感的特性,探測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,實現(xiàn)真正分布式的測量,可及時預警火災隱患,并精確定位火災發(fā)生的位置。
應(yīng)用范圍
-隧道、地鐵、公路的溫度測量和火災監(jiān)控
-發(fā)電廠、煤礦、井下、電路設(shè)備、電纜狀態(tài)檢測、電纜隧道及電纜夾層火災監(jiān)測
-水利大壩、橋梁等的結(jié)構(gòu)健康監(jiān)測
-易燃物儲備倉庫、油庫、輸油管道等狀態(tài)監(jiān)測
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)定可靠不會中毒(避免等威脅)。采用模塊化設(shè)計思路,通過以太網(wǎng)實現(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雜性,實現(xiàn)分布式處理,提高系統(tǒng)可靠性;
同時憑借高速信號處理技術(shù)優(yōu)勢,實現(xiàn) 0.6m 空間分辨率(短距離高精度版為0.1m),技術(shù)指標達到水平。本產(chǎn)品可提供基于多模光纖和單模光纖的 DTS 測溫,尤其適合高壓電纜在線監(jiān)測,在實際應(yīng)用中得到了很好的反饋。
技術(shù)優(yōu)勢對比表
技術(shù)項 | 傳統(tǒng)系統(tǒng) | 本公司系統(tǒng) | 優(yōu)勢情況 |
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 | 工控機+PCI | 嵌入式+以太網(wǎng) | 靈活擴展 |
空間分辨率 | 3米 | 0.6米 | 提高5倍 |
電路帶寬 | 100M | 1G | 提高10倍 |
可維護性 | 需要使用遠程桌面等第三方軟件才能進行遠程升級和配置。 | 可通過SSH遠程安全在線升級,并可自動進行數(shù)據(jù)備份和回退操作。 | 更易于維護 |
空間分辨率的好壞關(guān)系到系統(tǒng)對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,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倍的時間判斷和定位電力線故障。
要提高空間分辨率,技術(shù)難點在于,APD探測器信號帶寬、MOPA脈沖寬度、采集卡采樣速率,三者都必須整體提高到一個比較高的程度。我公司已經(jīng)將APD探測器提高到了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到500M速率。綜計算,空間分比率為0.6米。短距離測量系統(tǒng)的空間分辨率為0.1米??纱_保業(yè)內(nèi)兩年內(nèi)的技術(shù)地位。
DTS 的基本原理,當激光在光纖中傳輸時發(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。當光纖受熱,反斯托克斯光強的變化相對斯托克斯光強的變化大很多。利用反斯托克斯光強與斯托克斯光強的特性,經(jīng)波分復用器和光電檢測器采集帶有溫度信息的背向拉曼散射光信號,經(jīng)信號處理可以解調(diào)出實時的溫度信息。在時域中,利用光時域反射技術(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間,可以對溫度點進行定位。實現(xiàn)對光纖溫度場的分布式測量。
DTS 分布式光纖溫度監(jiān)測系統(tǒng)由以下部分組成:
1、告警監(jiān)測主機
功能:對溫度檢測部件組采集的溫度信號進行實施處理,可以實時觀測各條光纜的實時溫度曲線,歷史溫度數(shù)據(jù),圖標分析數(shù)據(jù)等。
2、溫度檢測部件組
功能:實時接收光信號,經(jīng)過處理運算和自校準,輸出光纜溫度數(shù)據(jù)。
3、測溫光纜
功能:現(xiàn)場布放測光纜(纖),作為溫度傳感器與被測對象緊貼布放。
4、組態(tài)軟件
功能:顯示光纜實時溫度曲線、報警信息、歷史數(shù)據(jù)、分析報表等。
5、分析軟件
功能:在溫度檢測部件運行,負責采集光信號,并將其轉(zhuǎn)換為溫度信號。
1、連續(xù)分布式測量
分布式光纖傳感器真正的分布式測量,可以連續(xù)的得到沿著探測光纜的所有溫度信息,無測量盲區(qū),誤報和漏報率大大降低,同時實現(xiàn)實時監(jiān)測。
2、模塊化設(shè)計,安裝簡單
光纖即為傳感器,也作為傳輸媒介。模塊化設(shè)計,安裝非常方便,便于維護。
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;同時光纖傳感器的信號是以光纖為載體的,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、測量距離遠,適用于遠程監(jiān)控
光想的兩個突出優(yōu)點就是傳輸數(shù)據(jù)量大和損耗小,在無需中繼的情況下,可以實現(xiàn)十幾公里的遠程監(jiān)測。
6、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有優(yōu)于一般的傳感器,實際已成熟的產(chǎn)品在應(yīng)用上已經(jīng)證明了這一點。
7、壽命長、成本低、系統(tǒng)簡單
光纖的材料一般皆為石英玻璃,其具有耐腐蝕、耐火、耐水及壽命長的特性,通??梢苑?30年。綜合可慮傳感器的自身成本以及以后的維護費用,使用光纖傳感器可以大大降低整個工程的最終經(jīng)營成本。
DTS4000—分布式光纖測溫系統(tǒng)(Distributed Temperature Sensor )
型號:DTS400X-YY
X:1短距離高精度版;2長距離標準版;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 |
測量距離 | 100m | 10km | 100m或10km |
測量時間 | ≤2s | ||
主機工作溫度 | 0℃~55℃ | ||
濕度 | 5%~85% |