分布式光纤监控预警系统简介
分布式光纤及电缆测温系统
分布式光纤及电缆测温系统目录一、分布式光纤温度监测系统 (1)1、系统概述 (2)2、分布式线型光纤感温火灾报警系统技术指标 (2)3、分布式光纤感温光缆 (3)4、系统技术特点 (4)5、行业应用 (6)二、XSJ-2000型电缆温度在线监测预警系统 (7)1、系统概述 (7)2、系统组成 (7)3、总线系统 (9)4、设计方案 (9)三、XSJ-2000型电缆隧道自动防火门系统 (10)1、概述 (10)2、系统硬件构成 (10)3、系统结构图及设计图 (11)一、分布式光纤温度监测系统1、系统概述分布式线型光纤感温火灾报警系统主要是一种时域分布式光纤监测系统，它的技术基础是光时域反射技术OTDR，是近几年发展起来的一种用于实时测量空间温度场分布的高新技术，它能够连续测量光纤沿线所在处的温度，测量距离在几公里到几十公里范围，空间定位精度达到米的量级，能够进行不间断的自动测量，特别适用于需要大范围多点测量的场合，它具有精度高、数据传输及读取速度快、自适应性能好等优点。
系统具有防燃、防爆、抗腐蚀、抗电磁干扰、在有害环境中使用安全，实现实时快速线性测温并定位, 是光机电、计算机一体化技术的集成。
XSJ-2000基于拉曼散射技术的温度传感系统，其系统结构如图1。
图1拉曼散射温度传感系统结构2、分布式线型光纤感温火灾报警系统技术指标●测温范围：-50～150℃；●额定动作温度：35 ～115℃；●空间分辨率：1m；●定位精度：±1.0m；●采样速率（空间采样间隔）：100MHz(1m)；●测量时间：10s；●测量元件类型：感温电缆直接接入主机；●温度分辨率：±1.0℃；●温度稳定性：1.0℃；●温度显示：显示连续温度曲线；●测温方式：无盲区连续测试；●系统联网方式：RS485，可以远程数据传输；（同时支持TCP/IP,232接口）；●分布式线型光纤感温探测系统主机能够进行手动报警复位和协议报警复位功能；●分布式线型光纤感温探测系统主机能够远程输出报警开关量信号，实现系统报警与控制联动效应；●分布式线型光纤感温探测系统主机有输入(键盘与鼠标)与显示(液晶)功能，可视人机交互界面；●分布式线型光纤感温探测系统主机可配接备用电源；●分布式线型光纤感温探测系统主机可与报警控制器相配接；●使用温度：-25～60℃；●使用湿度：20～90%（无冷凝）；●输出信号：开关量输出；3、分布式光纤感温光缆光缆特点：中心松套管光纤，采用不锈钢软管护套，再外包上外径3mm的聚合物材料，光缆外形如图2所示。
分布式光纤监控预警系统在智能安防的应用
分布式光纤监控预警系统在智能安防的应用作者：刘姣来源：《中国科技纵横》2013年第17期【摘要】在分析目前现有安防系统存在问题的基础上，提出了分布式光纤监控预警系统与视频、红外等安防监控系统的联动解决方案。
就系统结构、传感光缆敷设方式、监控中心的设计等问题进行了详细的阐述，分析了分布式光纤监控预警系统的特点。
【关键词】光纤监控预警分布式智能安防周界探测随着社会的发展，人们安防意识的提高，各类安防技术手段得到了广泛的应用。
在一些重要的区域，为了防止非法入侵和各种破坏活动，采取了“人防+物防”相结合的安全措施。
传统的“人防+物防”措施表现为：在这些区域的外围周界处设置一些（如铁栅栏、围墙、钢丝篱笆网等）屏障或阻挡物，安排人员加强巡逻。
现代安防系统解决方案如红外点对点对射方案、电子围栏、电网、感应电缆等虽为安防做出了应有的贡献，但技术上受客观条件的限制，存在着这样那样的一些缺陷。
红外点对点对射方案，防护等级较低，对于蓄意侵入者而言，很容易发现、跨越或规避；而电子围栏、电网等方案防卫级别又过高，会对一般的入侵人员造成一定伤害，产生不必要的麻烦。
对于大范围监控，电网、感应电缆等，本身没有定位功能，无法及时、准确地确定危险地点，无法及时阻止侵入行为。
由此可见，先进的周界安防系统要能够对各种入侵事件及时识别响应，且须具有长距离监控、高精度定位功能、另外还应具有低能源依赖性、高环境耐受性、抗电磁干扰、抗腐蚀等特性。
因此，安装应用先进的光纤周界探测监控预警系统就成为一种必要措施。
1 光纤周界探测监控预警系统概述光纤周界探测监控预警系统能对各种传统安全防范技术和手段进行集成、整合，组成光纤传感探测网，建立一套以光子智能化管理为中心的现代化安防系统，采用高科技的光子技术防范手段，加以人防和物防，进一步提高管理水平和工作效率，同时有效的预防和制止意外或非法事件的发生提供必要的保障。
一旦发现入侵者可立即发出报警，好像在重要区域的周界处增加了一道人眼看不见的“光子围墙”。
分布式光纤传感技术的分类
分布式光纤传感技术的分类一分布式光纤传感监测系统原理光的传播有一种叫做闪射现象。
闪射：当光束通过不均匀媒质时，部分光束将偏离原来方向而分散传播，从侧向也可以看到光的现象，叫做光的散射。
然后光的散射可以分成弹性散射跟非弹性散射。
弹性闪射主要有瑞利散射和米氏散射；非弹性散射包括布里渊散射，拉曼散射，康普顿散射等。
而分布式光纤传感监测系统，是采用不同的散射实现的，有基于拉曼光谱（Raman spectra），布里渊散射，瑞利散射等。
二分布式光纤传感监测系统分类分布式光纤有几种类型，经常看到的有DTS分布式光纤测温、DVS分布式光纤、DAS分布式光纤声波监测系统。
1. DVS防区型是通过划分防区进行监测的，而且当某个位置入侵后不能准确定位到具体位置，只能知道在某个防区，所以划分防区就很重要。
我们一般建议是50m-200m 一个防区，总防区一般为16个以内。
这样就能快速的定位到入侵位置（因为距离比较短）。
主要用在一些建筑的周届安防上，而且安装比较复杂，不能应用于长距离传输，价格不贵，当长距离定位型的DVS 价格降下来后，防区型的DVS慢慢没有优势了。
2. 分布式光纤振动传感系统（DVS）根据振动进行测量的，基于瑞利后向干涉；定位精度，跟监测距离长度是2个比较重要的指标；目前国内领先水平是40km左右,定位精度在5米这样，再高的距离到50KM,60KM，相比于防区型，DVS能够准确的定位出入侵位置，所以定位精度很重要。
目前该系统功能完善，可提供用户需要的功能。
可视化报警显示：提供形象的可视化显示界面，通过图形组态模块将光纤位置映射到图像上，一旦某点发生入侵事故，报警信息直接显示在图像上，形象直观。
振动曲线显示：系统可以实时显示整个光缆的振动信号分布曲线，当某处振动信号应变异常时，通过曲线可以显示该处实时信息分区/ 分级事件报警：提供多种灵活的报警方式，报警参数可以分级、分区域设置。
历史统计分析：提供历史振动数据统计分析功能，包括：a. 某时刻光缆不同位置的振动分布曲线b. 某时段光缆某点的振动变化曲线3. 分布式光纤声波监测系统（DAS）该系统检测声音，原理是基于振动测量；跟DVS的区别是DAS相位解调，能线性还原声音，DVS没有相位调解，无法还原声音；在能源，石油，燃气管道等等场景中开始使用。
分布式光纤das原理
分布式光纤das原理
分布式光纤 DAS（Distributed Acoustic Sensing）原理基于光
纤的互相关技术，将一根长达数公里的光纤作为传感器来监测声音、
震动等物理量的变化。
具体原理如下：
1. 在一根单模光纤中注入一束激光光束，在光纤中形成一个光
波束。
这个光波束在光纤中以极高的速度传递，并在每个位置上反射。
这些反射光波形成了一个干涉仪，可以用来探测物理变化。
2. 当光波束在光纤中遇到物理量的变化时，例如声音、振动等，会导致波长发生微小的变化，这些变化会引起反射波的相位产生细微
的改变。
3. 利用光纤的互相关技术，可以非常精准地测量相位的微小变化，通过这个变化可以进行声音、振动等物理量的监测。
4. 通过在光纤中不同位置的反射波的相位变化，可以实现对物
理量的空间位置的定位。
通过在不同时间的反射波的相位变化，可以
实现对物理量的时间变化的监测。
5. 分布式光纤 DAS 可以实现对数百公里的光纤进行监测，可以
应用于油气管道、高速铁路等领域的安全监测和预警。
分布式光纤监控预警系统简介
﹡石油、天然气长输管道 ﹡城市供水、供热管道、电力系统 ﹡各类输送危险或高价值化工品管道等
● 通信和电力线缆保护
多种应用解决方案——周界安防
9光缆敷设于围栏上
这种敷设方式可探 测到攀爬、翻越、剪 网等入侵方式。
多种应用解决方案——周界安防
9光缆敷设于围墙上
这种敷设方式可防 范入侵者凿墙、挖地 道和翻越等行为。
分布式光纤（振动）传感监测与定位技术
采用光纤（光缆）作为传感传输合二为一的器件，通过对直接 触及光纤（光缆）或通过承载物，如覆土、铁丝网、围栏等，传递 给光纤（光缆）的各种扰动，进行持续和实时的监控，采集扰动数 据，经过后端分析处理和智能识别，判断出不同的外部干扰类型， 如攀爬铁丝网、按压围墙、禁行区域的奔跑或行走，以及可能威胁 周界建筑物的机械施工等，实现系统预警或实时告警，同时实现精 确定位。从而达到对设防区域的侵入威胁行为进行预警监测的目 的。
分布式光纤监控预警系统组成
系统功能框图
光发送模块 干涉光路与传感系统 传感光缆 光终端主机
光接收模块
信号采集与处理模块
监控系统与管理模块 软件单元
系统由光发送、传感光路、光接收、信号采集与定位、信号处理 与模式识别以及监控系统与管理主要部分组成。
分布式光纤监控预警系统
基本原理 位置确定 定量检测 种类判别 性能指标 关键技术 具体应用
分布式光纤传感技术
分布式光纤传感技术又是光纤传感技术中最具前途的技术之 一，是适应大型工程安全监测而发展起来的一项传感技术，它应 用光纤几何上的一维特性进行测量，把被测参量作为光纤位置长 度的函数，可以在整个光纤长度上对沿光纤几何路径分布的外部 物理参量变化进行连续的测量，同时获取被测物理参量的空间分 布状态和随时间变化的信息。
分布式光纤温度故障在线监测系统在变电站的应用
分布式光纤温度故障在线监测系统在变电站的应用分析1．概述电力行业是非常重要的能源供应基地，安全、可靠、经济对发电、供电至关重要。
根据国家电力安全事故通报统计，全国每年多次发生的电力事故，导致大面积停电、被迫停机，给企业造成重大经济损失和重大社会影响，许多领导（或投资者）也因此遭到了无妄之灾。
而这些事故的根源多以设备过热和电动力所致。
设备长期恶性循环过热，往往是大型事故的隐患,这也是企业管理者和工程师们长期头痛而没有很好办法解决的问题。
设备过热的主要原因不外忽是设备质量问题、工程质量问题、运行质量问题、设备长期运行老化问题和技术手段问题等，而技术手段滞后于生产力发展要求的事情屡见不鲜。
例如在发电厂（变电站）中高压开关柜的动静触头及其他连接处、电缆接头、电缆中间连接处、高压电缆的局部放电等位置过热是大型事故发生的主要隐患,也是事故多发的重灾区。
如何实施在线检测？检测设备如何安装在高压带电体上？如何进行设备安全预测和温度趋势变化分析？如何通过实时数据对设备质量、工程质量、运行环境、运行方式、设备老化疲劳状态、负荷不平衡等进行科学分析？多少年来由于技术水平的限制使电力系统安全运行水平受到一定限制。
虽然曾利用红外测温仪、红外成像仪、感温电缆、传统的点式测温系统希望解决上述问题，但都无法实现开关柜内如断路器﹑刀闸联接点和触头测温；对全封闭金属铠装柜更是无能为力；无法检测高压电缆的局部放电问题，无法实现在线检测，无法为安全、经济运行、高效检修提供科学依据，无法将故障、事故消除在萌芽状态。
分布式光纤感温故障预警系统彻底地解决了这一疑难杂症，实现了电力系统一次运行设备的实时在线检测，通过对设备实时数据的分析和预测，防止事故的发生。
真正地作到防患于未然。
其次也为今后实现状态检修，提高检修效率，大大降低检修成本和管理成本起到关键的作用。
发电厂（变电站）使用目前国际最先进的分布式光纤温度在线故障预警系统将会给电力系统的安全运行带来很大的效益，将会得到良好的经济回报和社会效益的回报，是非常必要的。
分布式监控与告警系统的架构与应用
分布式监控与告警系统的架构与应用随着互联网的快速发展，大规模分布式系统的出现日益增多。
为了保证这些系统的高可用性和稳定性，监控与告警系统成为必不可少的组成部分。
本文将重点讨论分布式监控与告警系统的架构和应用。
一、分布式监控系统的架构分布式监控系统的架构主要包括数据采集、存储与处理以及可视化展示三个核心组件。
1. 数据采集组件数据采集组件负责从各个分布式系统中收集指标数据。
通常采用的方式包括主动和被动两种。
主动采集方式是通过在被监控系统中嵌入代理，定期主动采集系统的运行指标数据。
被动采集方式则是依赖于系统发送的日志和事件消息，通过解析日志和事件消息提取指标数据。
2. 存储与处理组件存储与处理组件负责接收和存储采集到的指标数据，并进行处理和分析。
常用的存储技术包括关系数据库、时序数据库和分布式文件系统等。
为了提高系统的扩展性和性能，通常会采用分布式存储技术。
3. 可视化展示组件可视化展示组件将采集到的指标数据进行处理和分析，并通过直观的图表、仪表盘等形式展示给用户。
用户可以通过可视化界面实时监控和查看系统的运行状态，并进行故障诊断和性能调优。
二、分布式监控系统的应用分布式监控系统在各个领域都有广泛的应用。
以下以云计算和物联网两个领域为例进行说明。
1. 云计算领域云计算是一种基于网络的计算模式，通过将数据和应用程序分布在多个服务器上实现资源的共享和利用。
在云计算领域，分布式监控系统可以监控和管理云平台中各个虚拟机的运行状态、网络负载、存储容量等指标数据，及时发现和解决系统故障和性能瓶颈。
2. 物联网领域物联网是指通过互联网将各种智能设备和传感器连接在一起，实现设备之间的互联和数据的共享。
在物联网领域，分布式监控系统可以监控和管理各种智能设备的运行状态、功耗、温度等指标数据，及时发现异常情况并采取相应的措施。
三、总结分布式监控与告警系统是保证分布式系统高可用性和稳定性的重要组成部分。
本文介绍了分布式监控系统的架构和应用，并以云计算和物联网为例进行了说明。
分布式光纤应用于道路桥梁健康监测系统简介(中科院广州电子)
分布式光纤应用于道路桥梁健康监测系统简介中科院广州电子技术有限公司企业简介中科院广州电子技术有限公司（以下简称广州电子）的前身为“广东省701研究所”,于1970年成立·1978年并入中国科学院，更名为：中国科学院广州电子技术研究所，2001年转制为院属企业，更名“中科院广州电子技术有限公司”，成为中国科学院国有直属控股管理的下属机构职工176人，其中科技人员124人，占公司人员的70%以上；其中高级技术人员38人，中级技术人员68人，是一支功底深厚、具有开拓创新能力的光纤传感专业队伍。
公司注册资本3060万元，净资产3900多万元，拥有三座总面积约一万七千多平方米的综合实验楼。
目录一、前言与分析 (4)二、桥梁健康监测意义 (5)三、传统桥梁检测方法 (6)四、分布式光纤应力监测系统 (7)4.1系统原理图 (7)4.2系统组成 (8)4.3系统功能 (7)4.4监测内容 (7)4.5系统软件主要功能 (8)一、前言与分析多年来 ,桥梁结构的安全状况一直是政府有关部门和公众特别关心的问题。
目前国内外许多桥梁都存在不同程度的安全隐患。
比如西方发达国家在经济腾飞时期建造的大批桥梁面临剩余寿命的评估问题 ,其中美国的69万座公路桥梁中有一半以上的使用年限已超过50年;三分之一以上的桥梁使用效率很低或者干脆荒废 ,每年用在桥梁维修上的费用超过50亿美元。
在国内,由于质量控制滞后于桥梁的建设速度致使桥梁倒塌事故逐年增加。
1999年1月重庆的彩虹大桥倒塌,导致41人死亡、14人受伤的悲剧。
1996 年12月广东韶关特大桥梁坍塌,32 人死亡,59人受伤。
另外近几年的铁路提速,对于那些设计最大时速仅有120 公里/ 小时的大批铁路桥梁来说也面临严峻的考验。
2002年6月,洪水冲垮了陇海铁路西安段的一座铁路桥梁 ,使得铁路停止运营数日 ,造成了重大的经济损失。
造成这些事故的原因很复杂 ,抛开设计与施工方面的原因不谈 ,这些桥梁长期处于超负荷运营状态 ,致使许多构件的疲劳损伤加剧 ,是导致倒塌的重要原因。
皮带机运行状态光纤综合监测预警系统介绍
皮带机运行状态光纤综合监测预警系统介绍皮带机是煤矿上非常重要的自动化设备，它们的运行状况直接影响煤矿的正常生产及运营，因此，很有必要对这些设备进行实时的监测，以便第一时间发现设备的故障，并及时检修。
目前监测主要依靠人工定时巡检的方式，耗时耗力且效率低。
为了提高煤矿的自动化水平，进一步的提供机电设备的安全运行保障，公司专门研发了光纤式振动温度监测系统。
监测系统能够对皮带机的振动及温度进行实时在线监测与分析，实时、客观的反映皮带机的运行状态和故障程度，避免不必要的停机检修和盲目大修，节约人力物力，提高设备利用率：通过在线故障诊断趋势分析，发现一些潜在故障，及早进行处理，预防故障或事故的发生，减少事故发生率，确保设备安全、长期、满负荷运转；提供发生事故的性质和原因，缩短故障查找和检修时间，提高检修质量；为设计单位和生产厂家提供设备实际运行状况及存在的问题，有利于提高设计和制造质量等等。
本系统采用光纤振动传感器和光纤检测技术，对皮带机机头、机尾的滚筒、CST 减速箱、驱动电机等关键重要设备进行实时在线的振动、温度检测。
通过监测这些旋转机械的振动幅度、频率、方向等物理量的变化，及时掌握设备的工作状态，可对运行设备进行 24 小时监控。
利用计算机的存储空间记录设备的运行参数，包括振动加速度、速度、位移等，系统自动生成日数据库、历史数据库及报警库，设备一旦出现故障前兆及时报警并尽可能多的采集故障信息，为了解故障现象和分析故障原因提供可靠的数据。
．一系统特点系统利用光纤传感技术对皮带机沿线温度、机头设备运行状态在线监测，及时发现异常点，将皮带机的故障发现在早期阶段，对控制预防皮带机（工作面）发火及设备运行故障具有重要意义。
该系统具有以下优点：1）本质安全，不带电，不受外界电磁场干扰，长期漂移小；2）皮带机机头和沿线综合监测，提前预警，及时性和有效性强；3）皮带机发火点精准定位，误差小，显示直观，反应迅速。
二系统关键技术本系统所采用的关键技术包括如下几个方面：1）基于光纤拉曼散射原理的分布式温度监测技术；2）基于光纤光栅的温度、振动传感器的检测技术；3）基于加速度信号频谱分析的故障诊断技术。
全光纤周界监控预警系统
全光纤周界监控预警系统全光纤周界监控预警系统是利用激光、光纤传感和光通信等高科技技术构建的安全报警系统，是一种对威胁公众安全的突发事件进行监控和警报的现代防御体系，它是基于分布式光纤传感技术应用于周界监控防护的新系统。
该系统利用单根光纤(光缆)作为传感传输二合一的器件，通过对直接触及光纤(缆)或通过承载物，如覆土、铁丝网、围栏、管道等，传递给光纤(缆)的各种扰动，进行持续和实时的监控。
采集扰动数据，经过后端分析处理和智能识别，判断出不同的外部干扰类型，如攀爬铁丝网、按压围墙、禁行区域的奔跑或行走，以及可能威胁周界建筑物的机械施工等，实现系统预警或实时告警，从而达到对侵入设防区域周界的威胁行为进行预警监测的目的。
为了精确定位，只需获取光纤的准确长度，再根据现场情况将光纤长度距离换算为实际距离，在报警信息中得到准确可靠的定位精度，从而实现远距离安全保障系统的定位报警功能，通过系统提供的入侵地点的位置，可以联动CCTV 监控或派遣人员到达现场。
核心技术作为特殊的带定位功能的分布式光纤传感监控监测技术，所需元器件、零件全部国产化，整个系统工程实施和应用较为简单，其与其它传统安防系统相比，先进之处在于：组合光路设计，单根光纤融合外界侵入检测和定位于一体;模式识别系统，降低系统误报率;信号处理系统，对高危地区实现语音监听和记录;独特的系统构架，可融合其它传感监测系统。
核心功能：1、长距离入侵监测沿光纤敷设区域全程任意点全天候不间断地实时监测。
2、侵入定位在判断有威胁侵入行为发生时，系统根据光信号调制分析，可以实时对侵入行为发生点进行定位，从而便于安保人员对目标明确地及时采取有效措施，制止侵入行为后续事件发生。
3、模式识别对非危害性环境干扰如雷鸣、鞭炮、汽车鸣响、雨声等进行识别，做出无害判断;还能识别走路、攀爬、触摸、挖掘等侵入行为并报警。
4、重要部位语音监听对于局部高危区域，系统可实现语音监听和记录。
该功能完全无需采用电或金属的传感器，仅用光纤即可实现，丰富了用单一光纤实现监控系统的功能和防护等级。
分布式光纤传感温度报警系统
分布式光纤传感温度报警系统Ξ张在宣 郭 宁 余向东 吴孝彪(中国计量学院光电子技术研究所,杭州310034) 摘 要 研制了一种由分布光纤温度传感器系统组成的新型在线自动温度检测、报警系统,它是一种特殊的光纤通信网络,也是一种光纤雷达。
文中讨论了系统的工作原理、调制与解调原理,系统的组成结构和系统的报警特性。
在一根2km光纤上可采集一千个温度信息并能进行空间定位,是一种理想的温度报警系统。
关键词 分布光纤温度传感器 光时域反射技术 温度报警系统一、前 言分布式光纤温度传感器系统实质上是分布光纤喇曼(Raman)光子传感器(DOFRPS)系统,它是近年来发展起来的一种用于实时测量空间温度场的光纤传感系统。
在系统中光纤既是传输媒体又是传感媒体,利用光纤背向喇曼散射的温度效应,光纤所处空间各点的温度场调制了光纤中的背向喇曼散射的强度,即反斯托克斯(stokes)背向喇曼散射光的强度),经波分复用器和光电检测器采集了带有温度信息的背向喇曼散射光电信号,再经信号处理系统解调后,将温度信息实时从噪声中提取出来并进行显示,它是一种典型的光纤通信网络;在时域里,利用光纤中光波的传播速度和背向光回波的时间间隔,利用光纤的光时域反射(O TDR)技术对所测温度点定位,它是一种典型的光雷达系统。
分布光纤传感系统中的传感光纤不带电,抗射频和电磁干扰,防燃、防爆、抗腐蚀、耐高电压和强电磁场、耐电离辐射,能在有害环境中安全运行,系统具有自标定、自校准和自检测功能;即使在光纤受损时不仅可继续工作,而且可检测出断点位置。
在一根2km光纤上可采集一千个温度信息并能进行空间定位,由于分布光纤传感系统的优越特性,已经开始应用于火灾自动温度报警系统。
分布光纤温度传感器的主要用途:11用于煤矿、隧道的温度自动报警控制系统;21油库、油轮,危险品仓库,大型货轮,军火库等温度自动报警控制系统;31高层建筑、智能大厦、桥梁、高速公路等在线动态检测和火灾防治及报警;41各种大、中型变压器,发电机组的温度分布测量,热保护和故障诊断;51地下和架空高压电力电缆的热检测与监控;61火力发电所的配管温度、供热系统的管道、输油管道的热点检测和故障诊断;化工原料、照相材料及油料生产过程在线动态检测;71作为一种典型的机敏结构用于航空、航天飞行器在线动态检测和机器人的神经网络系统。
分布式光纤线型感温火灾探测系统电缆监测预警方案-20160621
分布式光纤线型感温火灾探测系统电缆监测预警方案北京诺可电子科技发展2016年6月目录一、应用分析 (3)二、分布式光纤线型感温火灾监测系统的特点 (3)三、分布式光纤线型感温火灾监测系统的技术原理 (5)技术原理 (5)模块组成 (6)系统构成 (6)技术性能 (7)四、系统方案设计 (8)感温光缆 (8)系统设计 (10)监测方案 (11)传感光纤的铺设安装 (14)系统功能指标 (16)设备清单 (17)五、系统验收 (17)系统性能验收 (17)5.2现场模拟火灾报警性能验收 (18)六、售后服务 (18)技术支持 (18)培训内容 (19)售后服务 (19)一、应用分析判断电缆运行是否正常，温度是最重要也是最基本的物理量。
通过对电缆、电缆接头、电缆终端等进行温度监测，可以预测或及时发现电缆可能或正在发生的故障，有效地防止电缆事故的发生。
电缆的火灾通常有两种，即内部火源和外部火源。
内部火源主要是指电缆传输电流过载、电缆接头处阻抗大、绝缘皮老化或电缆本身局放等原因，致使电缆外表产生温升，电缆绝缘层和保护层产生阴燃，并伴随大热量、可燃气体的产生，随着温度进一步上升即产生烟雾，从而发展为火灾。
外部火源是指电缆所处环境或电缆夹层内其他火源及外部各种火源。
外部火源可使电缆表层着火，同时产生大量的热和烟。
对于普通电缆，一般情况下护套材料在温度150℃以上开始释放一定量的可燃气体，此时并不产生烟雾；温度在270℃范围内会大量释放可燃气体和烟雾，内含有毒气体。
温度高于270℃时处于极不稳定期，随时可能燃烧，对于自燃来讲可能温度要到达近390℃才会燃烧，但对于由于外界火源造成的灾害，在存在大量可燃气体的情况下即会燃烧。
对于阻燃或难燃这一类电缆仍然会发生电缆延燃火灾。
与普通电缆不同的是自燃起火温度值提高到了480℃，190℃以上开始产生一定量可燃气体，但无烟雾产生；到270℃产生大量可燃气体。
因此，电缆故障首先会产生大量的热量，而分布式光纤线型感温火灾探测系统就是通过实时监测周围环境热量的变化，从而在事故发生的初期就可以准确判断是否电缆有异常，做到防患于未然。
分布式光纤振动监测标准
分布式光纤振动监测标准监测原理分布式光纤振动监测系统基于光时域反射（OTDR）技术，通过在光纤中注入激光脉冲，检测反射回来的光信号，从而实现对光纤沿线振动事件的监测。
根据监测的光信号变化，可以判断出振动的类型和位置。
监测系统构成分布式光纤振动监测系统主要由以下几部分构成：激光发射器：用于产生激光脉冲。
传感光纤：用于感知振动事件。
光探测器：用于接收反射回来的光信号。
数据处理与控制单元：用于处理光信号，提取振动信息，并控制整个系统。
数据存储与显示单元：用于存储数据，并将结果以图形或数字形式显示出来。
传感光纤选择选择传感光纤时，应考虑以下因素：光纤的抗拉强度和韧性，以确保其在监测环境中的稳定性。
光纤的衰减值，以确保光信号的传输距离和清晰度。
光纤的直径和重量，以方便安装和维护。
光纤的价格和可获得性。
信号处理与数据采集分布式光纤振动监测系统的信号处理与数据采集过程如下：激光脉冲注入传感光纤，并在不同位置反射回来。
光探测器接收反射回来的光信号，并将其转换为电信号。
数据处理与控制单元对电信号进行分析，提取振动信息，并识别出不同类型的振动事件。
数据存储与显示单元将采集到的数据存储起来，并以图形或数字形式显示出来。
数据传输与存储分布式光纤振动监测系统的数据传输与存储过程如下：数据处理与控制单元将提取到的振动信息编码为数字信号，并通过网络传输到数据存储单元。
数据存储单元应具有足够大的存储空间，以存储大量的监测数据。
为确保数据安全，应使用冗余技术和备份策略。
数据存储与显示单元应具有快速检索和显示数据的能力，以便用户能够及时了解监测情况。
监测数据分析在分布式光纤振动监测系统中，监测数据分析是一个重要的环节。
通过分析大量的监测数据，可以提取出有用的信息，如振动的频率、幅度、发生时间等。
此外，还可以通过模式识别技术对振动数据进行分类，识别出不同类型的振动事件，如地震、车辆行驶、施工等。
这些信息对于安全预警、环境监测、交通控制等应用具有重要意义。
分布式光纤监测技术的工作原理
分布式光纤监测技术的工作原理分布式光纤监测技术是一种利用光纤传感器实现对物理量进行实时、连续监测的技术。
它通过在光纤中引入传感元件，将光纤变为一个分布式传感器，可以实现对光纤所覆盖区域内的温度、应力、振动等物理量的监测。
其工作原理主要包括光纤传感原理、信号解调原理和数据处理原理三个方面。
光纤传感原理是分布式光纤监测技术的基础。
光纤传感器通常利用光纤的光学特性来实现对物理量的测量。
光纤传感器中的光纤通常由两个部分组成：传感区和光纤衰减区。
传感区是光纤中引入的传感元件，它可以将外界物理量转化为光学信号。
当外界物理量改变时，传感区中的特殊材料会发生形变或介电常数变化，从而改变光纤的光学特性。
光纤衰减区是光纤中的一段特殊区域，它用于对传感信号进行衰减，使得传感信号可以在光纤中传输到光学解调单元。
信号解调原理是分布式光纤监测技术中的关键步骤。
信号解调的目的是将传感信号转化为可读取的数据。
在光纤传感器中，传感信号通常以光的强度变化形式存在。
为了解读传感信号，需要使用激光器和光学解调单元来进行信号解调。
激光器会向光纤中发射激光光束，经过光纤传输后，光纤中的传感区会对光束进行调制。
光学解调单元会接收传感信号，并通过光学元件将光信号转换为电信号。
然后，电信号会经过放大和滤波等处理，最终转化为可读取的数据。
数据处理原理是对得到的数据进行处理和分析的过程。
在分布式光纤监测技术中，得到的数据通常以时间-位置坐标形式存在。
通过对数据进行采样和处理，可以得到物理量在空间和时间上的变化情况。
数据处理的方法包括时域分析、频域分析和空域分析等。
时域分析主要用于研究物理量的变化趋势和周期性特征；频域分析可以对物理量的频率分布进行研究，以获取振动信号的频率谱；空域分析主要用于研究物理量在空间上的分布情况。
分布式光纤监测技术的工作原理包括光纤传感原理、信号解调原理和数据处理原理。
通过将光纤变为一个分布式传感器，可以实现对光纤所覆盖区域内的物理量进行实时、连续监测。
分布式监控系统
分布式监控系统
监控数据存储与分析
监控数据存储与分析
▪ 监控数据存储的架构设计
1.数据存储的可扩展性：为了满足不断增长的数据存储需求， 设计应采用分布式架构，能够方便地进行横向扩展。 2.数据的安全性：确保数据的加密存储和传输，以防止数据泄 露和非法访问。 3.数据存储的效率：优化数据存储的结构和访问方式，提高数 据存储和查询的效率。
硬件性能优化
1.选择高性能硬件，提高系统处理能力。 2.优化硬件配置，提高硬件资源利用率。 3.实施硬件负载均衡，避免硬件资源瓶颈。 硬件性能优化是分布式监控系统性能优化的重要方面之一。选 择高性能硬件可以提高系统的处理能力，同时，优化硬件配置 和实施负载均衡可以避免硬件资源的浪费和瓶颈，提高系统的 整体性能。
1.系统构成：分布式监控系统主要由监控节点、通信网络和监控中心三部分构成， 具备高度的模块化和可扩展性。 2.工作原理：通过监控节点采集数据，经由通信网络传输至监控中心进行统一处理 、存储和展示，实现全方位、实时的监控功能。 3.技术特点：分布式监控系统采用先进的信息化技术，具备高可靠性、强抗干扰能 力、易于维护和升级等优点。
▪ 分布式监控系统的应用
1.应用领域：分布式监控系统广泛应用于工业自动化、智能交通、智能家居、智能 电网等多个领域，具有很高的实用价值。 2.功能实现：分布式监控系统可以实现数据采集、传输、处理、存储和展示等多种 功能，满足各种复杂的监控需求。 3.案例分析：通过具体的案例分析，阐述分布式监控系统在不同领域的应用和实现 效果，证明其有效性和优越性。
▪ 监控数据的实时处理与分析
1.实时数据流处理：通过实时数据流处理技术，对监控数据进 行实时分析和处理，满足实时监控的需求。 2.大数据分析：利用大数据分析工具和技术，对海量监控数据 进行深入挖掘和分析，提取有价值的信息。 3.智能化分析：通过机器学习和人工智能技术，对监控数据进 行智能化分析，实现自动化预警和预测。
分布式光纤管道运行安全预警系统
分布式光纤管道运行安全预警系统该系统基于布里渊散射和马赫泽德干涉方案原理，对管网内外附近发生的断丝，泄漏，振动，挖掘或偷盗等人为产生的振动信号进行采集，与数据库内的大量特征信号进行比对识别，对振动发生点的位置进行准确的报警和定位。
系统原理本系统采用特种光纤，铺设在管材内壁或外壁，采用布里渊散射和马赫泽德干涉方案原理构成沿管道分布的微振动传感器，检测管道沿线的断丝、泄漏、挖掘信号。
当管道发生断丝、泄漏或第三方破坏时，产生振动信号，被光纤传感器接收后通过计算机处理，对信号点的位置进行准确的报警和定位。
监控人员可以通过系统给出的定位点，找到发生信号点的管段，进行修补或替换，可使发生爆管、泄露等事故的可能性降至最低，做到防患于未然。
系统技术指标1 .泄漏检测灵敏度：管道内瞬时流量的0.1%；2 .最长反应时间：5秒；3 .定位精确度：土1米〜土2米（轴向）；4 .定位重复精度：99.9%；5 .可监测管道最小直径：8英寸（20.32Cm）:6 .可监测管道距离：≤35km≡7 .环境温度范围：-40到50C：8 .综合误报率：＜2.8%：系统硬件主要由传感光缆、现场工控机、现场检测设备、配线架等组成。
其中分布式光纤传感器由光发射器，声光调制器，EDFA放大器，耦合器.高灵敏度的探测器以及敷设于管道内或外壁的光缆构成。
应用与服务目前，分布式光纤管道运行安全预警系统在水、油、气等管道上已经广泛应用，该系统投入运行后，对管线进行24小时实时在线监控，在管线发生异常情况时可以及时停运检修更换问题管道，避免由于第三方破坏和泄漏等情况导致管道爆裂所产生直接及间接危害，保证管线的安全运行，经济效益非常显著。
适用于A.管道铺设范围大且泄漏后需实时报警：B.需要全工况（瞬态和稳态）24小时检测管道情况；C.腐蚀严重的老旧管网，断绝情况不明；D.偷盗油猖獗地区管网，不受关阀快慢问题影响，识别偷油位置土1米之内;产品优势由于系统采用的是沿管道铺设光纤，定位重复精度到达99.9%以上，灵敏度极高。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
分布式光纤（振动）传感监测与定位技术
基本原理
采用光纤（光缆）作为传感传输合二为一的器件，通过对直接 触及光纤（光缆）或通过承载物，如覆土、铁丝网、围栏等，传递 给光纤（光缆）的各种扰动，进行持续和实时的监控，采集扰动数 据，经过后端分析处理和智能识别，判断出不同的外部干扰类型， 如攀爬铁丝网、按压围墙、禁行区域的奔跑或行走，以及可能威胁 周界建筑物的机械施工等，实现系统预警或实时告警，同时实现精 确定位。从而达到对设防区域的侵入威胁行为进行预警监测的目 的。
分布式光纤监控预警系统组成
系统功能框图
光发送模块
干涉光路与传感系统
传感光缆 光终端主机
光接收模块
信号采集与处理模块
监控系统与管理模块 软件单元
系统由光发送、传感光路、光接收、信号采集与定位、信号处理 与模式识别以及监控系统与管理主要部分组成。
分布式光纤监控预警系统
基本原理
位置确定 定量检测 种类判别 性能指标 关键技术 具体应用
真正实现沿着光纤的分布式测量
分布式光纤（振动）传感监测与定位技术
采用光纤传感技术，对外界微小扰动信号 （如震动波、力学波、声波等）进行检测。通 过光信号的调制、处理技术和光电信号的处理 技术，再经过计算机处理和模式识别，能准确 地检出扰动源的状态、种类，计算出其位置， 并根据扰动源的有害判别，作出处理方案选 择。
分布式光纤传感技术
分布式光纤传感技术又是光纤传感技术中最具前途的技术之 一，是适应大型工程安全监测而发展起来的一项传感技术，它应 用光纤几何上的一维特性进行测量，把被测参量作为光纤位置长 度的函数，可以在整个光纤长度上对沿光纤几何路径分布的外部 物理参量变化进行连续的测量，同时获取被测物理参量的空间分 布状态和随时间变化的信息。
一芯光缆就是一条智能化的安全防卫线
分布式光纤监控预警系统
光纤传感技术
光纤传感技术是20世纪70年代中期发展的基于光导纤维的新型 传感技术，是在光通讯技术和光信息处理技术、电信息处理技术 基础上发展的新型技术。光纤传感技术使光纤既是信息载体，又 是感知外界信号的敏感媒介；既保持了光纤具有极大容量的高速 传输信息的特点，又具有通过光的振幅、相位、频率、偏振态各 种参数的调制和处理，灵敏感知外界各种物理量和化学量细微变 化的传感特性。
技术背景 光纤和光通信技术迅速发展的产物
光为敏感信息载体，光纤为传递敏感信息的媒质 同时具有光纤及光学测量的特点
技术特点
①无源：被测信息区域不需电源； ②本质防爆：适合于易燃、易爆等危险物品检测 ； ③电磁绝缘：适合于高电压场合检测 ； ④高灵敏度：光信号对任何微小物理量、化学量变化均能检出； ⑤抗电磁干扰：被测信号的传感和传输均是光信号，不受强电磁 场干扰；
分布式光纤（振动）传感监测与定位技术
一种本征型光纤传感器，所有敏感点均分布于一根传感光纤上 以光纤的后向散射光或前向散射光损耗的检测技术－光时域分布式
光时域反射技术（Optical Time-domain Reflectometry，OTDR） 以光波长检测为基础的－波长域分布式(喇曼散射，布里渊散射) 光纤某一点受温度或应力作用时，该点的散射特性将发生变化 损耗与光纤长度对应，检测外界信号分布于传感光纤上的扰动信息
系统主要功能
单根光纤集成侵入检测和定位功能； 长距离侵入监测（周界全程任意时刻监测定位）；
（任意位置入侵报警、多点同时入侵报警、定位精度） 对多种侵入方式进行模式识别； 对特定高危地区实行语音监听； 与 视 频 监 控 系 统 、 声 光 报 警 等 系 统 联 动 ； 历史事件追溯、报表统计功能。
系统主要性能指标
响应时间： 瞬间 最大防护距离（单根光纤）：50Km 定位精度：优于±50m（20～50Km周界）
优于±30m（20Km以下周界） 误报率：<5% 模式识别功能：触摸，攀爬，跨越，挖掘 模式识别精度：>95% 工作状态： 全实时7×24小时监控 报警灵敏度：用户可自行设定；
干涉光路与分布式光纤传感技术相结合，实现沿传 感光纤长度方向的应变（振动、声音等）感知 可通过时域、频域反射技术得知应变位置，也可通 过光信号处理技术得知具体位置
通过信号处理方式
通过信号变换与模式识别
长度、定位分辨率/精度、频响、模式探测限度
光路设计、全程监测、侵入判别、智能影像 地下、围栏、管道、大型建筑物等处沿线监 测、军事安全防卫、等等
相 初始脉冲 对 回 波 光 功 率
作用点 终端费涅尔回波
脉冲激光光源
3dB 后向散射回波 传感光纤
光电检测与 信与定位技术
国际国内技术水平
相同技术水平（即分布式光纤传感监测与定位技术）的同类 产品国际上仅有三家OPTELLIOS、 SENSOPTICS、FFT公司。 国内尚无其他厂家有同类产品得到验证和产业化应用。 该系统技术目前处于“国际先进、国内领先”的水平。
光纤传感技术
技术特点
⑥化学稳定：抗腐蚀，耐高低温，能于恶劣化学环境、野外 环境下工作；
⑦低损耗、大容量、高精度、尺寸小、重量轻、非接触式；
⑧能形成全光纤分布式传感网络，光纤分布全程连续传感； ⑨性价比高：长距离、大范围检测，性价比高。
技术应用
测量位移、速度、加速度、液位、应变、压力、 流量、振动、温度、电流、电压、磁场等物理量
美国:SENSOPTICS公司 美国:OPTELLIOS公司
分布式光纤监控预警系统
“分布式光纤周界监控预警系统”，具有自主知识 产权，是基于带定位功能的分布式光纤传感监控监 测与定位技术的新型周界安防产品，是利用激光、 光纤传感和光通信等高科技技术构建的安全报警系 统，是一种对威胁公众安全的突发事件进行监控和 警报的新型现代防御体系。
分类 内容
光纤传感器
电类传感器
调制参量 振幅、相位、频率、偏振…
电阻、电容、电感等
敏感材料 传输信号 传输介质
电光、热光、磁光、声光… 温-电敏、力-电敏、磁-电敏
光
电
光纤光缆
电线、电缆
光纤传感技术
基本定义 光纤传感器(FOS, Fiber Optical Sensor)
20世纪70年代中期发展基于光导纤维的新型传感器