光纤测温原理介绍

光纤测温原理介绍第1页/共36页目录1、原理介绍2、性能3、特点4、应用领域第2页/共36页

光纤传感的原理

原理介绍-1E外部参量：电压电流磁场温度压力拉力光纤()光波的性质：振幅波长（频率）偏振相位本征型的光纤传感传光型的光纤传感第3页/共36页分布式光纤温度传感的原理

原理介绍-2激光脉冲后向散射光强光纤aos

波长后向散射光强

时间距离=1/2时间光速a.本征型的光纤传感b.利用光在光纤中的喇曼散射改变光波波长的特性c.喇曼散射信号的强弱与温度有关d.利用光时域反射技术实现距离定位连接第4页/共36页分布式光纤温度传感的原理原理框图：信号处理电路激光二极管后向喇曼散射信号光电探测器光纤(GI62.5/125)计算机耦合器光纤滤波器光电探测器信号放大电路参考信号

原理介绍-3第5页/共36页分布式光纤温度传感系统的技术特点-----高科技的结晶系统增益要求：>109系统可靠性要求：

高增益、高速模拟器件与模块的抗干扰和长期稳定工作 滤波及高速数据处理：光学滤波及数字滤波原理介绍-4第6页/共36页分布式光纤温度传感系统的技术实现全光纤的光学滤波技术采用进口最先进的光学滤光片 原理介绍-5第7页/共36页高速信号采集和信号处理技术

核心芯片采用90年代的爱国者导弹器件核心技术采用世界最先进的DSP数据处理技术原理介绍-7第8页/共36页世界领先技术目前世界上仅有四个国家研制成该产品（日本、美国、中国、英国），世界四强之一原理介绍-9第9页/共36页产品性能指标分布式光纤传感系统

显示方式：温度随距离的变化

可根据用户要求，把光纤的长度按所在区域分段，以直观的图形界面显示特定被测温对象的温度

有过热或过冷报警功能性能介绍1第10页/共36页分布式光纤传感系统产品性能指标

测温精度

采样4秒：<4oC采样6秒：<3oC采样8秒：<2oC20oC30oC0m500m1000m1500m2000m20oC30oC0m500m1000m1500m2000m20oC30oC0m500m1000m1500m2000m性能介绍2第11页/共36页产品性能指标分布式光纤传感系统

空间分辨率：取决于最短感温光纤长度

性能介绍3第12页/共36页产品性能指标分布式光纤传感系统

测温范围：取决于光纤的耐温范围

普通光纤：-30oC~150oC特殊光纤：-170oC~500oC性能介绍4第13页/共36页特点光纤为传感元件

电绝缘性好

光路有可绕曲性

抗电磁干扰分布式光纤传感系统特点介绍1第14页/共36页

防爆

体积小

耗电少

耐腐蚀特点光纤为传感元件分布式光纤传感系统

重量轻结构简单特点介绍2第15页/共36页测应变精度:10(m/m)空间分辨率：<2m测温精度:1oC

测温范围：-150oC~300oC点式热电偶测温分布式光纤测温温度

距离距离温度特点分布式的传感模式分布式光纤传感系统特点介绍3第16页/共36页

状态检修是设备检修的发展方向，在线监测是实现状态检修的基础。高效的状态(预测性)检修降低了大修费用，通过趋势分析减少非计划性停车和检修。生产效率提高，成本下降。特点具有在线检修的功能分布式光纤传感系统特点介绍4第17页/共36页比较内容分布式光纤传感系统传统传感器传感器分布特性检测点连续，可以全面检测被监视对象的各点的情况。检测范围大。检测点间断，只有检测探头接触的点，才能被检测。检测范围小。探头光纤，不怕干扰，不怕高压，没有击穿、烧毁等担心。电子传感器，有电路通道，极易受电磁干扰，对与高压设备的绝缘要求特别高。检修维护很难。检测信号输出光信号，不受电力设备的电磁干扰。弱电信号，极易受到电磁干扰。信号通道光纤，探头与信号通道一体，不怕干扰，不怕高压，系统简单安全。电路，对与高压设备的绝缘要求特别高。检修维护很难信号处理技术检测：光电技术；传输：光信号处理：高速数字技术检测：模拟电子；传输：弱电信号处理：数字技术；系统可靠性高，取决与主机。低，受探头、信号传输通道、主机等全部设备影响。其他特点不带电，抗射频和电磁干扰、防燃、防爆、抗腐蚀、耐高压和强电磁场、耐辐射，能在各种有害的环境中工作。技术落后

特点介绍5分布式光纤传感系统和传统传感器的性能比较

第18页/共36页光纤分布式温度监测系统与传统线形感温材料的技术比较特点介绍6

光纤监测系统线性感温产品报警方式可综合利用设置多级温度报警/温升速率/温升趋势来进行连续监测，可在任何时间准确显示任何一点的温度状态，在火灾发生前早期预警固定温度报警点；被动等待设定的报警温度；报警往往已形成火灾事故判断智能化的系统，准确及时判断温度变化的类型，显示事故点温度读数及位置。（精度：±2℃，1m-4m）无附加特定装置时不能准确确定事故点位置，只能判断火警区域。无法反映温度资料。

使用及维护长距离监测（10公里或更长）用一根光缆即可完成，利用软件分区，系统非常简单可靠，免维护监测长度有限，多路布线分区，系统相当复杂，故障率高，难以维护长期使用达到报警点后利用软件复位，不损伤光缆，并因其材料特殊，寿命极长

报警后系统损伤，不可重复使用以及采用的材料的原因，使其寿命较短安全可靠不受电磁干扰，综合智能判断，无误报。因其不带电，故使用于特殊危险场合因其绝缘皮老化和电磁的干扰等诸多因素的缘故，经常产生误报，并因其带电，故不适用于特殊危险场合安装

较易损坏的缆体需与被测体以正玄波紧贴的方式进行多路敷设，安装相当复杂。新增电缆的扩容安装难度大安装非常简单，可安装到缝隙、小孔、高电压、强电磁场、高温、高压强、有毒、易燃、易爆、腐蚀性环境第19页/共36页分布式光纤传感系统如果需要测量几千米的范围内、多达几千个点的温度，只需要一条普通的光纤和一台小型仪器，就可以解决问题！分布式光纤温度传感系统特点介绍7第20页/共36页地下高压电缆的分布式温度监测。对局部放电进行监测定位，定位精度可达2m,远优于常规的电缆局部放电定位方法(约500m)。分布式光纤传感系统应用举例应用介绍2第21页/共36页变电站的一次运行设备温度在线监测应用介绍3第22页/共36页Ø

我们对

深圳地铁一期工程防灾自动报警系统按一级保护对象设计，采取总体保护方式，实时收集温度信息，确保早期发现运营线路火灾隐情，及时报警，同时贯彻“预防为主，防消结合”的原则，系统的配置和组成以地铁隧道环境温度测量为基础，以防灾报警为主要目的，采用可靠先进的设备和措施，并符合工业控制标准及消防局的有关规定。Ø

第23页/共36页本系统实现以地铁调度指挥为中心，以车站和站间区间隧道及折返线为被保护对象的温度监测、报警系统。

本系统实行数据集中处理，温度信息共享，通过局域网络，技术人员可以在办公室得到现场温度数据并可以完成报警查询、历史记录查询等，极大地提高了工作效率。第24页/共36页发电厂运行设备温度在线监测应用介绍5第25页/共36页

局部放电通常会引起局部温度上升。

传统的电子技术由于发电机内部强大的电磁干扰(通常干扰信号的幅度比放电信号大上百倍)而遇到许多的困难。

停机检测往往不能再现真实的放电情况。

使用分布式光纤温度传感的在线检测技术能够解决问题。分布式光纤传感系统应用举例大型发电机定子绕组局部放电故障的在线监测应用介绍6第26页/共36页

及时发现、排除绝缘薄弱现象

避免短路引起的火灾

避免放电引起的瓦斯爆炸分布式光纤传感系统煤矿井下供电电缆(6kV)绝缘状况的在线监测。应用举例应用介绍7第27页/共36页大型粮仓、油库分布式光纤传感系统化工厂应用介绍8第28页/共36页大型混凝土建筑结构的温度和应力分布传感分布式光纤传感系统应用领域应用介绍9水坝、江河大堤、桥梁的应力分布监测第29页/共36页光纤加上金属护套直接埋入混凝土构件中

分布式光纤传感系统应用介绍10第30页/共36页分布式光纤传感系统应用介绍13隧道温度实时监测第31页/共36页分布式光