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分布式光纤测温系统
来源: | 作者:- | 发布时间: 2020-12-30 | 284 次浏览 | 分享到:
1 应用领域
1) 电力电缆温度监测
电力电缆的在线实时温度监测,具有重大现实意义:
‹ 运行状态监测,有效监测电缆在不同负载下
的发热状态,积累历史数据;
‹ 载流量分析,可以保证在不超过电缆的允许
运行温度的情况下,最大地发挥电缆的传输能力,降低运行成本;
‹ 老化监测,发现电缆上的局部过热点。及时采取降温措施,延缓电缆老化速度;

‹ 实时故障监测,发现电缆运行过程中的外力破坏;
‹ 电缆沟内火情监测与报警;

2) 高压架空线的增容
在欧洲还广泛应用于高压架空线的增容监测。通过对
关键跨的导线温度监测,提高整条架空线路的输送容量。
在法国里昂,巴黎等地具有成功实例。
3) 发电厂,大型冶金企业电缆沟防火及火情监测
电缆沟防火直接关系到发电机组的安全运行。根据电
力事故分析,由于电缆故障引起的火灾事故占相当大比例。
火灾一旦发生,会导致大面积电缆烧毁,机组被迫停机,
造成重大直接经济损失。实时温度监测可以提前预警,以
便及时采取措施。
传统的测温方法是将某些点式温度传感器安装在电缆
沟的重要部位,用光缆进行温度数据传送,其优点是比较
经济,但存在安装繁琐,抗电磁干扰能力低,监测不完整
等缺点。
4) 交通运输领域的温度监测和火情监测
如:高速公路隧道、过江隧道,地铁、铁路、机场、
船舱等防火,火情监测。10 个报警输出,可同时启动强制
通风,关闭火灾通道,通知医疗救援和指挥中心等。
5) 重要区域的温度测量和监控
如:发电厂电缆沟/桥架、电厂锅炉、变电站设备、输煤系统传输带、计算机房、
电视台、通信机房、移动基站、控制机房、电线电缆通道等。
6) 危险区域的温度测量和监控(设备简单、无外加电源,受监控的区域不带电)
如:油罐、气罐、煤仓、危险品仓库等。
7) 大面积、大范围的温度测温和监控
如:粮仓、冷库、货仓、造纸厂、酒厂、制药厂、饮料厂、烟厂等。
8) 压力容器表面温度测量和监控
如:气化炉、反应罐等。
9) 大型电力变压器内部温度监测
根据变压器的温度监测要求布置光缆,光缆所到之处,温度实时显示。


测量原理
拉曼散射光的分布式测量要求有一个背光散射过程。最著名的背光散射过程就是
OTDR (OTDR: 光时域反射测量技术)。使用这种技术可以定位光纤断开的位置,对接头和
插头进行评价和定位,定位使用玻璃纤维材料的衰减特性(瑞利散射)。
OTDR的测量过程是发射激光脉冲,通过检测光脉冲的发射和返回的时间差决定光
的散射水平和位置。与瑞利光相比,拉曼散射光测量显示的背光信号只是千分之一左右,
使用OTDR技术的分布式拉曼温度传感器使用高性能脉冲激光源和快速信号平均技术。
6本系统采用OFDR技术,通过傅利叶变换得到OTDR图谱。该技术已被德国厂家注
册为专利技术。与OTDR相比,OFDR技术大大降低了对于激光器能量的要求,本系统
不再使用固体激光器,而改使用半导体激光器,使激光器的寿命大大增加。
下图显示了拉曼温度测量系统的组成。 温度测量系统由控制器和作为线形温度传
感器的玻璃光纤(光波导)组成,而控制器由激光源、光器件、微处理单元组成。
系统内部由三个通道组成,两个测量通道(反斯托克斯和斯托克斯)和一个参考通道,
这些背光散射的幅值和各点的拉曼散射光的强度成比例,从两个测量通道得到幅值的
关系即可得到沿传感器电缆的光纤温度。


系统主要测量参数
测量范围: 2/4/6/8/10/15km
长度分辨率:
0.5/1/1.5/3m
温度测量精度:
±1°C
测量方式:
单端测量
供电:
直流供电 22…30VDC
功率消耗 最大 50W 24VDC
或交流供电 85-264V AC, 47-63Hz
输入电流 230V AC; 0.45A typ.
使用条件(主机部分):
温度 0°C~40°C
相对湿度 ≤95%(无凝结)
工程案例