光纤传感测温系统
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SIEM-FS-I 光纤传感测温系统
2016年6月21日
四合木能源管理有限公司
1/54
PART 01 PART 02 PART 03
光纤传感测温技术介绍 光纤测温产品介绍 电力行业的应用
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PART 01
光纤传感测温技术介绍 光纤测温产品介绍 电力行业的应用
PART 02
PART 03
3/54
不可测温 — 只有火灾 天气、粉尘 带电监测 易受环境影响 不可
红外测温
实时测温 差 多种 天气、粉尘 带电监测 易受环境影响 不可
感烟探测
不可测温 — 只有火灾 天气、粉尘 带电监测 易受环境影响 不可
无线测温
实时测温 高 多种 无 带电监测 易受电磁干扰 可以
光纤测温
实时测温 高 多种 无 无源方式 无环境、电磁干扰 问题 可以
分布式光纤（DTS）传感技术 光纤同时作为传感元件和传输信号介质，结合 OTDR 和光 纤后向拉曼散射强度测量技术，探测光纤铺设沿线温度场 信息。
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准分布式光纤光栅（FBG）传感技术
8/54
光纤光栅的形成
纤芯 9m
+1级
紫 外 激 光
-1级
相位掩模板 光纤
包层 芯层
光 纤 光 栅 精 细 结 构
光 纤 的 材 料 —— 石 英 具 有 极 高 的 化 学稳定性，适宜于恶劣及高危环境。
多点准分布式传感
传感器
易于组网，实现远距离分布式测 量
独特的传感形式
与光纤通信网络天然兼容，实现大范 围、长距离测量。迎合物联网的发展 方向。
光纤传感测温方式
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各种测温方式比较
火焰探测 测温性能 测温精度 报警模式 环境影响 安 全 性 稳 定 性 组网监控
报表
管理
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SIEM-FS-I主机主要技术指标
类型 通道数 每通道可容纳最大传感器数目 报警温度设定范围 温度显示范围 显示分辨率 定温、可差温、可复位功能型 2-14通道(可定制) 16支 50 ℃～85 ℃，参数可现场设置 0℃～100℃ 0.5℃
响应时间
输出信号 设备工作温度 设备工作相对湿度 工作电源 工作电流
＜1S
火灾报警开关信号（24VDC/3A，4路） ⑴ 4-20mA温度模拟信号 ⑵ RS485/232通讯接口 0℃～40 ℃ ≤95％ 220VAC ＜600mA
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SIEM-ST400光栅温度探测器主要指标
中心波长 测温范围 光栅反射率 测温分辨率 测温精度 1525nm到1565nm -40℃～180℃ ≥90%
• 1、系统主机 • 2、软件功能模块
18
S I E M - F S - I 产品外观界面
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SIEM-FS-I系统特点
实现对多处温度信号的提取和传送 实时检测各点传送的波长信息 智能分析和解调波长信息
实时精确显示各处温度
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SIEM-FS-I子架
7U标准机框（482mm×221 mm×263mm） 可安装在19英寸或21英寸的机柜
0.1℃
±0.5℃
封装尺寸
封装形式
35(L)×6(W) ×6(H) mm
绝缘耐压高温导热材质
传感器出线
绝缘耐压高温光纤
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分布式光纤（DTS）测温系统
26/54
什么是分布式光纤(DTS)测温系统
DTS：Distributed Temperature Sensing
27/54
技术原理
“ 光纤就是传感器 ”
设备重量： 8kg
额定输入电压：220V/AC 功耗：≤150W
21插卡单元组成来自PWROCUOSU MTU ODU 4 ODU 3 ODU 2 ODU 1
22
SIEM-FS-I软件系统
软件系统构成 Windows操作平台、LABVIEW开发工具 直观图形 多点 报警 数据表格 统计 系统
测温
处理
压力传感器
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光纤光栅传感原理
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PART 01 PART 02
光纤传感测温技术介绍 光纤测温产品介绍 电力行业的应用
PART 03
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SIEM-FS-I 光纤光栅温度传感系统介绍
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SIEM-FS-I系统概述
基于光纤光栅技术的温度传感系统
采用波长编码技术，消除了光源功率波动及系统损耗 的影响，适用于长期监测。 多个光纤光栅组成的温度传感系统，采用一根光缆， 可实现准分布式测量。
标准多模光纤
背向散射光实现每1m的测量
沿着光纤所有点的 测量: 10km 光纤 = 10,000 传感器
1m pulse of light
T9,995
T9,996
T9,997
T9,998
T9,999
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光时域反射(OTDR)原理
原理的简化：光的行程所花的时间——光学雷达
1m
2m
3m
1/100,000,000 seconds = = 1m 2/100,000 3/100,000,000seconds ,000seconds =2m 3m
光纤传感测温优势
本质安全
光纤传感技术基于光学原理，由绝缘 介质构成，适用于易燃、易爆、绝缘 场景。 本质上排除了复杂电气环境的影响， 具有极强的可靠性和稳定性。
抗干扰能力强
测量覆盖范围广
分布式传感
连续感知环境场量
化学性能稳定，使用寿命长
独有的分布及准分布测量特点，适于 大范围线型物体或多点测量。
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SIEM-FS-I工作原理
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SIEM-FS-I系统组成
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SIEM-FS-I产品架构
监测：SIEM-FS-I设备子架 •光传感模块 •光源模块(OSU) •探测器模块(ODU) •波长标定模块(MTU) •数据采集模块(OCU) •电源模块(PWR)
管理：网管主机及软件
栅距～100nm
9m
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光纤光栅传光原理
透射光
栅距d：反射波长l1
入射光
反射光
栅距d+Dd：反射波长l2
光纤光栅是一种选择性通光的光学敏感元件
随着栅距的变化，反射光波长发生相应的变化
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光纤光栅传感器特性
光纤光栅温度/应变特性曲线 应变传感器 温度传感器
加速度传感器
位移传感器
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光纤测温的行业应用
石油石化 隧道交通
1
6
大型桥梁、水 利工程
智能建筑 周界安防
2
5
电力、发 电系统
高速铁路 防灾系统
3
4
大型设备 煤矿
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光纤测温技术
准分布式光纤光栅（FBG）传感技术 基于光纤光栅的传感过程是通过外界物理参量对光纤布 拉格波长的调制来获取传感信息，是一种 波长调制型光 纤传感器。
2016年6月21日
四合木能源管理有限公司
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PART 01 PART 02 PART 03
光纤传感测温技术介绍 光纤测温产品介绍 电力行业的应用
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PART 01
光纤传感测温技术介绍 光纤测温产品介绍 电力行业的应用
PART 02
PART 03
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不可测温 — 只有火灾 天气、粉尘 带电监测 易受环境影响 不可
红外测温
实时测温 差 多种 天气、粉尘 带电监测 易受环境影响 不可
感烟探测
不可测温 — 只有火灾 天气、粉尘 带电监测 易受环境影响 不可
无线测温
实时测温 高 多种 无 带电监测 易受电磁干扰 可以
光纤测温
实时测温 高 多种 无 无源方式 无环境、电磁干扰 问题 可以
分布式光纤（DTS）传感技术 光纤同时作为传感元件和传输信号介质，结合 OTDR 和光 纤后向拉曼散射强度测量技术，探测光纤铺设沿线温度场 信息。
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准分布式光纤光栅（FBG）传感技术
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光纤光栅的形成
纤芯 9m
+1级
紫 外 激 光
-1级
相位掩模板 光纤
包层 芯层
光 纤 光 栅 精 细 结 构
光 纤 的 材 料 —— 石 英 具 有 极 高 的 化 学稳定性，适宜于恶劣及高危环境。
多点准分布式传感
传感器
易于组网，实现远距离分布式测 量
独特的传感形式
与光纤通信网络天然兼容，实现大范 围、长距离测量。迎合物联网的发展 方向。
光纤传感测温方式
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各种测温方式比较
火焰探测 测温性能 测温精度 报警模式 环境影响 安 全 性 稳 定 性 组网监控
报表
管理
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SIEM-FS-I主机主要技术指标
类型 通道数 每通道可容纳最大传感器数目 报警温度设定范围 温度显示范围 显示分辨率 定温、可差温、可复位功能型 2-14通道(可定制) 16支 50 ℃～85 ℃，参数可现场设置 0℃～100℃ 0.5℃
响应时间
输出信号 设备工作温度 设备工作相对湿度 工作电源 工作电流
＜1S
火灾报警开关信号（24VDC/3A，4路） ⑴ 4-20mA温度模拟信号 ⑵ RS485/232通讯接口 0℃～40 ℃ ≤95％ 220VAC ＜600mA
24/54
SIEM-ST400光栅温度探测器主要指标
中心波长 测温范围 光栅反射率 测温分辨率 测温精度 1525nm到1565nm -40℃～180℃ ≥90%
• 1、系统主机 • 2、软件功能模块
18
S I E M - F S - I 产品外观界面
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SIEM-FS-I系统特点
实现对多处温度信号的提取和传送 实时检测各点传送的波长信息 智能分析和解调波长信息
实时精确显示各处温度
20/54
SIEM-FS-I子架
7U标准机框（482mm×221 mm×263mm） 可安装在19英寸或21英寸的机柜
0.1℃
±0.5℃
封装尺寸
封装形式
35(L)×6(W) ×6(H) mm
绝缘耐压高温导热材质
传感器出线
绝缘耐压高温光纤
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分布式光纤（DTS）测温系统
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什么是分布式光纤(DTS)测温系统
DTS：Distributed Temperature Sensing
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技术原理
“ 光纤就是传感器 ”
设备重量： 8kg
额定输入电压：220V/AC 功耗：≤150W
21插卡单元组成来自PWROCUOSU MTU ODU 4 ODU 3 ODU 2 ODU 1
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SIEM-FS-I软件系统
软件系统构成 Windows操作平台、LABVIEW开发工具 直观图形 多点 报警 数据表格 统计 系统
测温
处理
压力传感器
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光纤光栅传感原理
12/54
PART 01 PART 02
光纤传感测温技术介绍 光纤测温产品介绍 电力行业的应用
PART 03
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SIEM-FS-I 光纤光栅温度传感系统介绍
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SIEM-FS-I系统概述
基于光纤光栅技术的温度传感系统
采用波长编码技术，消除了光源功率波动及系统损耗 的影响，适用于长期监测。 多个光纤光栅组成的温度传感系统，采用一根光缆， 可实现准分布式测量。
标准多模光纤
背向散射光实现每1m的测量
沿着光纤所有点的 测量: 10km 光纤 = 10,000 传感器
1m pulse of light
T9,995
T9,996
T9,997
T9,998
T9,999
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光时域反射(OTDR)原理
原理的简化：光的行程所花的时间——光学雷达
1m
2m
3m
1/100,000,000 seconds = = 1m 2/100,000 3/100,000,000seconds ,000seconds =2m 3m
光纤传感测温优势
本质安全
光纤传感技术基于光学原理，由绝缘 介质构成，适用于易燃、易爆、绝缘 场景。 本质上排除了复杂电气环境的影响， 具有极强的可靠性和稳定性。
抗干扰能力强
测量覆盖范围广
分布式传感
连续感知环境场量
化学性能稳定，使用寿命长
独有的分布及准分布测量特点，适于 大范围线型物体或多点测量。
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SIEM-FS-I工作原理
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SIEM-FS-I系统组成
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SIEM-FS-I产品架构
监测：SIEM-FS-I设备子架 •光传感模块 •光源模块(OSU) •探测器模块(ODU) •波长标定模块(MTU) •数据采集模块(OCU) •电源模块(PWR)
管理：网管主机及软件
栅距～100nm
9m
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光纤光栅传光原理
透射光
栅距d：反射波长l1
入射光
反射光
栅距d+Dd：反射波长l2
光纤光栅是一种选择性通光的光学敏感元件
随着栅距的变化，反射光波长发生相应的变化
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光纤光栅传感器特性
光纤光栅温度/应变特性曲线 应变传感器 温度传感器
加速度传感器
位移传感器
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光纤测温的行业应用
石油石化 隧道交通
1
6
大型桥梁、水 利工程
智能建筑 周界安防
2
5
电力、发 电系统
高速铁路 防灾系统
3
4
大型设备 煤矿
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光纤测温技术
准分布式光纤光栅（FBG）传感技术 基于光纤光栅的传感过程是通过外界物理参量对光纤布 拉格波长的调制来获取传感信息，是一种 波长调制型光 纤传感器。