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。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制使光纖中的反斯托克斯（Anti-Stokes）光強發(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現(xiàn)對沿光纖溫度場的分布式測量。 

 采用高品質的脈沖光源、光接收設備和高速的信號采集處理技術，就可以得到沿光纖所有點的準確溫度值。是目前性能好。能夠實現(xiàn)對距離zui長30km；空間分辨率1m的溫度進行測量，也就是相當于30,000個測量點。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)實際工程的大小，用戶可以選擇相應的產(chǎn)品型號。同時JC-OM300的測量時間遠遠優(yōu)于其他產(chǎn)品，對于實時的火災預警具有非常重要的意義。

二、技術優(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，誤報和漏報率大大降低，同時實現(xiàn)實時監(jiān)測。

    2） 抗電磁干擾，實現(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)生電火花的危險性，可實現(xiàn)現(xiàn)場無電檢測，本質安全。

    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，適于遠程監(jiān)控。 

    光纖的兩個突出優(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)幾十公里的遠程監(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，實際已成熟的產(chǎn)品也證明了這一點。

    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?？梢苑?0 年。綜合考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zui終經(jīng)營成本，該監(jiān)測系統(tǒng)屬于目前石油化工領域較理想的技術裝備。

    ◆ 發(fā)電廠各種管網(wǎng)的溫度檢測及超溫報警。

    ◆ 各種大中型輸油管道的溫度檢測及超溫報警。

    ◆ 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、一般民用建筑物內的溫度檢測及火災報警。

四、系統(tǒng)架構圖

五、產(chǎn)品性能和技術參數(shù)

   由測溫主機和探測光纖兩部分組成： 

   1.測溫主機 

    特點： 

?整條光纖既傳輸信號又感應被測量 

?測試距離遠：可達到30km 

?定位精度高： 1m 

?溫度分辨率可達0.1 ℃，測量精度為±1 ℃ 

?內置PC 

?友好的用戶界面 

?豐富的通信/輸出接口（VGA、RJ-45、RS232/485、USB） 

?特殊設計的傳感光纖 

?多種溫度報式 

    技術參數(shù)： 

       ?監(jiān)測長度：zui長30km； 

       ?通道數(shù) ：zui多可擴展為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，光纜內部采用雙層鎧裝保護，外護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)良的熱傳導特性、機械性能、防水性能及抗腐蝕特性。

      特點： 

  ?雙層鎧裝管保護，高抗拉、抗壓，柔韌堅固，布線非常簡單； 

  ?光纜外徑小，結構簡單，熱滲透快，測溫響應時間短； 

  ?外護套采用紅色阻燃PVC，OFCR防火等級，IP67防護等級附合消防安全標準要求。

  ?采用美國康寧光纖，OVD制程工藝確保光纖質量，保證光纖探測精度

  ?整條光纖既傳輸信號又感應被測量

技術指標：