光纤测温原理介绍

信号处理技术
系统可靠性
其他特点
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。
不带电，抗射频和电磁干扰、 技术落后 防燃、防爆、抗腐蚀、耐高 压和强电磁场 、耐辐射，能
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
光纤监测系统 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
应用举例
大型发电机定子绕组局部放电故障的在线监测
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。
应用介绍7
应用举例 煤矿井下供电电缆(6kV)绝缘状况的在线监测。
应用介绍3
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
分布式光纤传感系统和传统传感器的性能比较
特点介绍5
传统传感器
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。
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。
比较内容
传感器分布特性
分布式光纤传感系统
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。
应用介绍15 海底观光隧道温度实时监测系统
应用介绍16
地下铁路沿线温度监测
应用介绍17
路面结冰状态的检测
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-5 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-7
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
b. 利用光在光纤中的喇曼散射改 变光波波长的特性
激光脉冲 光纤 后 向 散 射 光 强
c. 喇曼散射信号的强弱与温度有关
exp( l ) S (T , l ) A h exp(kT (l ) ) 1
d. 利用光时域反射技术实现距离定位
a
o
s
波长
连 接
L
1 C t 2
后 向 散 射 光 强
核心技术采用世界最先进的 DSP数据处理技术
原理介绍-9
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
性能介绍1
产品性能指标
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
Ø
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。
发电厂运行设备温度在线监测
应用介绍5
应用介绍6
高 新 科 技 产 品
目 录
1、原理介绍 2、性能 3、特点 4、应用领域
原理介绍-1
光纤传感的原理
光波的性质： 振幅 波长（频率） 偏振 相位 光纤
E
() 本征型的光纤传感 传光型的光纤传感
外部参量： 电压电流 磁场 温度 压力 拉力
原理介绍-2
分布式光纤温度传感的原理
a. 本征型的光纤传感
特点介绍7
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
应用介绍2
应用举例
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)。
变电站的一次运行设备温度在线监测
探头
光纤，不怕干扰，不怕高 压，没有击穿、烧毁等担 心。 光信号，不受电力设备的 电磁干扰。
检测信号输出 信号通道
弱电信号，极易受到电磁 干扰。
光纤，探头与信号通道一体， 电路，对与高压设备的绝缘 要求特别高。检修维护很难 不怕干扰 ，不怕高压 ，系统 简单安全。
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；
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
长期使用
达到报警点后利用软件复位，不损伤光缆， 报警后系统损伤，不可重复 并因其材料特殊，寿命极长 使用以及采用的材料的原因， 使其寿命较短 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
时间
距离=1/2时间光速
原理介绍-3
分布式光纤温度传感的原理
原理框图：
耦合器 光纤滤波器
激光 二极管
参考信号
计 算 机
后向喇曼 散射信号
光纤 (GI62.5/125)
信号 处理 电路
信号 放大 电路
光电探测器 光电探测器
原理介绍-4
分布式光纤温度传感系统的技术特点 -----高科技的结晶
防 爆 耗 电 少
耐腐蚀
特点介绍3
特点分布式的传感模式
测温范围：-150 oC ~ 300oC 空间分辨率：<2m 测应变精度: 10 (m/m) 测温精度: 1oC
点式热电偶测温
分布式光纤测温 温 度
温 度
距 离
距
离
特点介绍4
特点具有在线检修的功能
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。
产品性能指标
空间分辨率：取决于最短感温光纤长度
性能介绍4
Байду номын сангаас产品性能指标
测温范围：取决于光纤的耐温范围
普通光纤： -30 oC~150 oC 特殊光纤： -170 oC~500 oC
特点介绍1
特点光纤为传感元件
电绝缘性好 抗电磁干扰
光路有可绕曲性
特点介绍2
特点光纤为传感元件
结构简单 重量轻 体积小
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
安全可靠
安装
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
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
特点介绍6
线性感温产品
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 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。 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
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）
性能介绍2
产品性能指标
测温精度
30oC
采样4秒：<4oC
20oC 0m 500m 1000m 1500m 2000m
30oC
采样6秒：<3oC
20oC
0m
30oC
500m
1000m
1500m
2000m
采样8秒：<2oC
20oC 0m 500m 1000m 1500m 2000m
性能介绍3
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
应用介绍8
大型粮仓、油库
化工厂
应用介绍9
应用领域
大型混凝土建筑结构的温 度和应力分布传感
水坝、江河大堤、桥梁的应力分布监测
应用介绍10 光纤加上金属护套直接埋入混凝土构件中
应用介绍13 隧道温度实时监测
应用介绍14 光纤通道温度实时监测