光纤光栅感温探测系统ppt课件

1、光纤光栅感温探测系统资料北京蔚蓝仕科技有限公司北京市 海淀区静淑苑 清华科技园区/ 62703545网站：weilanshi ：基础知识：基础知识培训目录 Content光纤传感概述光纤传感分类及应用蔚蓝仕技术类别光纤光栅技术及测温原理：产品知识：产品知识光纤光栅测温系统组成传感器说明及规格站控层仪器说明及规格软件系统成立日期：成立日期：2019年年8月月员工数目：员工数目：68人人人员构成：技术人员占据人员构成：技术人员占据40%，均毕业于，均毕业于“211工程高校，其中工程高校，其中50%具有硕士具有硕士学位学位 商标由来：商标由来：Raylens=Ray +

2、Lens，分别代表光线和透镜，二者组合意味着光学，分别代表光线和透镜，二者组合意味着光学学科学科 的开始，表明的开始，表明Raylens公司是一家致力于光学技术开发的公司公司是一家致力于光学技术开发的公司发展目标：光纤传感的国际领先服务商发展目标：光纤传感的国际领先服务商蔚蓝仕简介 About Raylens核心竞争力：核心竞争力： 新产品、客户定制产品的快速开发能力新产品、客户定制产品的快速开发能力技术及产品：技术及产品： 光纤光栅传感系列光纤光栅传感系列FBG） 、分布式温度监测系列、分布式温度监测系列DTS） 油井温度压力监控系列油井温度压力监控系列PT） 、在线式红外测温仪、在线式红外

3、测温仪IT） 培训目录 Content光纤传感概述 Overview of optical fiber sensing 是现代通信的产物，随着光纤通信技术的发展而逐步发展； 光在光纤传输过程中，外界温度、压力等影响，导致内部传输光信号的强度中心波长、相位、频率、偏振态等光波量的变化，通过不同的技术对强度、中心波长、相位、频率、偏振态的检测科形成多种光纤传感技术。 1、光导纤维的简称2、光纤由纤芯、包层、外部涂覆层构成3、光纤的工作波长：短波长0.85um 长波长1.31um和1.55um，其中1.55um 的损耗最小，是通信常用波段光纤光纤单模光纤单模光纤1、纤芯直径8-12um2、包层外直径

4、125um3、适宜大容量、长距离的 光纤传感组网光纤传感分类及应用 Application of optical fiber sensing光纤光栅传感技术光纤光栅传感技术传感技术传感技术传感原理传感原理光纤光栅可测物理量可测物理量适应范围适应范围温度、应变、压力、位移、加速度等桥梁、隧道、油罐、电缆、大型结构等分布式光纤测温分布式光纤测温拉曼散射温度隧道、电缆、管道等分布式光纤测应变布里渊散射应变管道、油井等井下温度压力监测井下温度压力监测法布里珀罗干涉 温度、压力油井监测、智能井光纤陀螺光纤水听器光纤互感器光纤光栅技术及测温原理 Principle of FBG sensinga.宽带入射

5、光b.窄带反射光c.透射光光纤光栅技术及测温原理 Principle of FBG sensing光纤光栅（光纤光栅（ Fiber Bragg Grating ）全称：光纤布拉格光栅全称：光纤布拉格光栅缩写：缩写：FBG光纤种类：单模光纤光纤种类：单模光纤刻写区域：光纤的纤芯刻写区域：光纤的纤芯外观表现：类似栅栏结构外观表现：类似栅栏结构常用波段：常用波段：1550nm和和1330nm，其中，其中1330nm为实验室波段，为实验室波段， 1550nm为光纤光栅传感常见波段，蔚蓝仕科技的为光纤光栅传感常见波段，蔚蓝仕科技的 波段即为波段即为C波段波段1525nm-1565nm）国际研究起始于国际

6、研究起始于20世纪世纪70年代，国内起始于年代，国内起始于20世纪世纪80年代初年代初光纤光栅技术及测温原理 Principle of FBG sensingFBG光谱图光谱图中心波长中心波长：以：以nm、pm为单位，为单位， 1nm=1000pm中心波长反射率FBG物理参数物理参数栅区长度：栅区长度：10-15mm有效折射率：有效折射率：n光栅周期：光栅周期： 布拉格定律：布拉格定律：布拉格定律表明：布拉格定律表明： n和和即可确定即可确定FBG初始中心波长初始中心波长n光纤光栅技术及测温原理 Principle of FBG sensingFBG测温原理测温原理布拉格定律：布拉格定律：阐明

7、：阐明： n和和即可确定即可确定FBG初始中心波长初始中心波长温度测量：热光效应导致温度测量：热光效应导致n变化变化 热胀冷缩导致热胀冷缩导致变化变化在光谱图中直接表现为中心波长的变化在光谱图中直接表现为中心波长的变化（每1变化 10pm） 光纤光栅技术及测温原理 Principle of FBG sensing波分复用技术波分复用技术实现多个传感器的组网实现多个传感器的组网 感温电缆感温电缆内部是两根弹性钢丝，每根钢丝外面包有一层感温且绝缘的材料，在正常监视状态下，两根钢丝处于绝缘状态，当周边环境温度上升到预定动作温度时，温度敏感材料破裂，两根钢丝产生短路，输入模块检查到短路信号后产生报警

8、感温电缆与光纤光栅对比 全同光栅全同光栅武汉理工技术指一个传感链上所有传感器的中心波长一致，所有传感器只显示一个温度数据，全同光栅采用1310nm波段，由于“全同波长光栅技术与“独立波长光栅技术完全波分复用光纤光栅技术北京蔚蓝仕科技有限公司技术存在巨大技术差异，目前国际上已极少使用“全同波长技术作为探测温度的精确变化。 全同光栅与独立波长光栅对比光纤光栅传感适用范围 Applications of FBG sensing光纤光栅测温系统组成 光纤光栅测温系统组成现场监测层现场监测层光纤光栅传感器光纤光栅传感器传感器特点：传感器特点： 耐高频、防静电耐高频、防静电传感器分类：传感器分类： 1、单

9、端光纤光栅传感器：单端尾、单端光纤光栅传感器：单端尾 纤，适宜开关柜触点温度监测纤，适宜开关柜触点温度监测 2、双端光纤光栅传感器：双端尾、双端光纤光栅传感器：双端尾 纤，适宜电缆接头温度监测纤，适宜电缆接头温度监测信号传输层信号传输层多芯主干光缆多芯主干光缆光缆作用：光缆作用：1、在一芯中传输、在一芯中传输1-4面开关柜多个携面开关柜多个携 温度数据的光信号；温度数据的光信号；2、在多芯内传输不同变电站的携带温、在多芯内传输不同变电站的携带温 度数据的光信号度数据的光信号 站控层仪器站控层仪器信号解调仪信号解调仪站控层仪器作用：站控层仪器作用：1、包括三个、包括三个2U机箱，分别实现光通道扩

10、展、信号解调、报警输出；机箱，分别实现光通道扩展、信号解调、报警输出；2、为现场光纤光栅传感器提供光源信号；、为现场光纤光栅传感器提供光源信号；3、采集现场传感器信号进行数据分析、存储、显示和传输；、采集现场传感器信号进行数据分析、存储、显示和传输； 传感器说明及规格 Specifications of FBG sensor称号：单端光纤光栅温度传感器型号：BR-O-ELE-010A作用：安装在开关柜内部，实现触温度监测FC/APC连接头连接头温度传感器温度传感器耐高温光缆耐高温光缆传感器说明及规格 Specifications of FBG sensor参数单位数值测量数据测量数据测温精度0

11、.5测温分辨率0.1测温范围-40 -+200机械参数机械参数传感器尺寸mm5066传感器重量g5传感器体积cm31.8尾纤长度m4 / 7尾纤类型-单模单芯绝缘耐压耐高温光缆光信号传输接口-FC/APC封装材料-绝缘耐压和高导热材料防护等级-IP65安装方式-粘贴或捆绑环境参数环境参数工作湿度范围-0%99% RH存储湿度范围-0%99% RH满足550kV及以下电压等级变电站使用工频耐压试验认证传感器说明及规格 Specifications of FBG sensor称号：双端光纤光栅温度传感器型号：BR-O-ELE-020A作用：电缆接头及本体温度监测温度传感器温度传感器光缆光缆传感器说

12、明及规格 Specifications of FBG sensor 参数单位数值测量数据测量数据测温精度0.5测温分辨率0.1测温范围-40 -+200机械参数机械参数传感器尺寸mm895 尾纤长度m1.5 / 3 / 客户定制 尾纤类型-单模单芯绝缘耐压耐高温光缆光信号传输接口-FC/APC封装材料-绝缘介质 防护等级-IP65安装方式-线卡或绑扎 环境参数环境参数工作湿度范围-0%99% RH存储湿度范围-0%99% RH满足550kV及以下电压等级变电站使用工频耐压试验认证 类 型：差定温、可恢复式、温度探测报警型 测温范围： -40150 精 度： 0.1系统响应时间： 10s 传输距

13、离： 20km 防护等级： IP67 最小弯曲半径： 300mm 外形尺寸：11.5mm 110mmBR-O-OIL-010A型温度探测器型温度探测器BR-O-OIL-020A型温度探测器型温度探测器 类 型：差定温、可恢复式、温度探测报警型 测温范围： -40150 精 度： 0.1系统响应时间： 8ms 传输距离： 20km 防护等级： IP67 最小弯曲半径： 300mm 外形尺寸：11.5mm 110mm柜内耦合器模块站控层仪器说明及规格 Specifications of Interrogator站控层包括3个2U机箱，分别实现信号解调、通道扩展和报警输出，其中信号解调是核心设备，控

14、制通道扩展和报警输出站控层仪器之信号解调仪 Interrogator称号：光纤光栅信号解调仪型号：BR-H-SLM-010A内部结构：俗称：下位机功能：1、为传感器提供光源；2、采集传感器光信号进行分析，输出并显示温度信号3、系统内通讯： 控制通道扩展模块RS232） 控制报警输出模块RS485）4、系统外通讯：显示器、PC机、DCS、ECS、SIS、MIS等终端控制系统光纤光栅信号解调仪前面板光纤光栅信号解调仪后面板站控层仪器之信号解调仪 Interrogator参数单位数值测量参数测量参数单通道测点数-16（并联）输出信号-实测温度值、火灾报警、故障报警光学参数光学参数FBG波长范围nm1

15、525 -1565（C-Band）端口种类-FC/APC波长精度pm30波长分辨率pm1光功率范围dBm-60-20光功率分辨率nm0.25光源输出功率dB1012光源输出功率稳定性dB长期：0.02短期：0.01机械参数机械参数外形尺寸mm48247389.2 (WDH)防护等级-IP65安装方式-机柜式参数单位数值环境参数环境参数工作湿度范围RH0%75%存储湿度范围RH0%75%工作温度范围0 - +55存储温度范围-5 - +55电学参数电学参数额定电压-180264VAC额定电流A4功率W150-300（23平均功率）通讯接口-RS-232、PS/2、RJ45、USB 2.0、VGA

16、存储特性-160G硬盘，512M内存，主板频率P4 1.4G电源温度特性-宽温性，-40+70光纤光栅信号解调仪规格站控层仪器之信号解调仪 Interrogator称号：通道扩展模块型号：BR-H-SWT-010A俗称：光开关功能： 1、通道扩展：至多可扩展至32通道，传感器串联则可实现576只传感器 的同时监测，传感器并联可实现384只传感器的监测 2、通道切换：在不同监测通道之间实现切换，切换速度为30ms通讯：与下位机通过RS232相连光信号接口：FC/APC优势：可以实现低成本的扩展优势：可以实现低成本的扩展站控层仪器之通道扩展 Switch通道扩展模块前面板通道扩展模块后面板站控层仪

17、器之通道扩展 Switch参数单位数值光学参数光学参数输入端口种类-FC/APC输出端口种类-FC/APC输出端口数量个4 / 8 / 16 / 24 / 32插入损耗dB0.7切换速度ms109机械参数机械参数外形尺寸mm46043090 (WDH)安装方式法兰安装机箱认证-通过3C认证参数单位数值环境参数环境参数存储湿度范围RH5%85%工作温度范围-5 - 70存储温度范围-40 - 85电学参数电学参数额定电压V12额定电流mA4功率mW50（23平均功率）接口种类-RS-232、电源接口通道扩展模块规格站控层仪器之通道扩展 Switch称号：报警输出模块型号：BR-H-ALM-010

18、A俗称：报警器功能： 1、光报警：红灯显示火警、绿灯显示故障 2、声报警：内置2个90dB不同音效蜂鸣器，指示故障和火警 3、消防联动：继电器或者RS485通讯：与下位机通过RS485相连报警信号输出：Relay、RS485优势：至多可实现优势：至多可实现64个报警器的串联，支持不同参与者对报警信号的监控个报警器的串联，支持不同参与者对报警信号的监控站控层仪器之报警输出 Alarm报警输出模块前面板报警输出模块后面板站控层仪器之报警输出 Alarm 参数单位数值机械参数机械参数外形尺寸mm46043090 (WDH)蜂鸣器个2，声强：90dB环境参数环境参数工作湿度RH0%75%存储湿度RH0%75%工作温度0 - +55存储温度-5 - +55电学参数电学参数额定电压V+5V额定电流A1.2功率W6（23平均功率）10（最大功率）通讯接口-RS-485 、继电器指示灯个共64个信号灯高温报警灯 32个 红色故障报警灯 32个 黄色报警输出模块规格站控层仪器之报警输出 Alarm站控层仪器说明及规格 Specifications of Interrogator报告名称：仪器电磁兼容检验报告系统辅材柜内耦合器模块柜内耦合器模块规格：规格：13、 16、 19、 112功能：将柜内多个传感器并联功能：将柜内多