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分布式光纖測溫技術簡介及其應用

光纖(Optic Fiber)全稱為光導纖維，是一種常用的圓柱形介質(zhì)波導材料。采用特殊設計的快速導熱型光纜，纖芯采用進口GI 62.5/ 125多模光纖，光纖保護層選用強度高聚合物及不銹鋼螺旋管鎧裝護套，外護套為低煙無鹵阻燃材料，抗拉強度、耐彎、耐壓性能好，防水、抗腐蝕性，穩(wěn)定可靠，工作壽命長。經(jīng)過特殊設計的光纜結(jié)構，既能快速傳遞外界熱量，又可有效保護光纜內(nèi)部的光纖，還能防止嚙齒動物的嚙咬，尤其適合工業(yè)消防監(jiān)測應用及工程施工需求。

 

分布式光纖測溫的特點：

（1）可以實現(xiàn)單點、多點和連續(xù)區(qū)域的測溫；

（2）可以同時作為測溫和傳輸?shù)慕橘|(zhì)；

（3）擁有抗電磁干擾能力、抗腐蝕、絕緣性能好，安裝方式靈活；

（4）可以與消防、報警系統(tǒng)等聯(lián)動；

（5）可以遠程傳輸數(shù)據(jù)，遠程查看和操控；

（6）可以進行數(shù)據(jù)分析，故障點排查。

 

分布式光纖測溫技術：

單波長發(fā)射光入射到光纖后，從光纖返回的散射光包括3種頻率分類，瑞利散射、拉曼散射和布里淵散射。瑞利散射對溫度不敏感，而拉曼散射和布里淵散射具有溫度調(diào)制特性，可以作為分布式光纖測溫的技術方案。

 

分布式光纖測溫技術的基本原理包括對反射光的時域或者頻域分析。光時域分析反射(Optical Time-Domain Reflectometer，OTDR)的主要原理是將一束高功率的激光入射到光纖中，散射回來的光強隨時間變化，得到相關物理量沿光纖傳播方向的分布。光頻域分析反射(Optical Frequency-Domain Reflectometer，OFDR)的原理是在光纖終端解析光的頻域信息，區(qū)分出攜帶信息的信號光，對其進行分析得到溫度的特征。

 

一、分布式光纖測溫技術的應用

示例1 分布式光纖測溫技術在電力系統(tǒng)中的應用

 

電力開關柜分布式光纖測溫結(jié)構示意圖

 

 

 分布式光纖測溫報警系統(tǒng)主要由DCT-8000光纖測溫主機、感溫探測光纜、火災報警控制主機等構成，分別如下：

分布式光纖測溫系統(tǒng)能實現(xiàn)的功能：

（1）火災自動報警：對光纖傳感器檢測的區(qū)域溫度數(shù)據(jù)進行實時采集，存儲和顯示，并能對歷史數(shù)據(jù)進行動態(tài)分析和追蹤，一旦發(fā)現(xiàn)溫度異常波動，可以自動報警。

（2）可視化視圖，易于定位；

（3）遠程網(wǎng)絡在線狀態(tài)查詢：溫度和報警數(shù)據(jù)存在硬盤中，可以設置采樣間隔，可以通過網(wǎng)絡遠程查看數(shù)據(jù)。

（4）可以根據(jù)用戶要求設定不同的報警條件:如溫度超過某一臨界值，溫升速率超過某個值，溫度超過平均溫度達到某個值后進行報警；

（5）  溫度統(tǒng)計:可以溫度數(shù)據(jù)進行統(tǒng)計分析

（6）系統(tǒng)聯(lián)動：溫度異常時可以報警，電話或者短信提醒；

（7）線路自檢及故障定位：能夠?qū)囟犬惓５奈恢眠M行準確定位

（8）  溫度分布曲線

 

山東正瑞研發(fā)的DCT-8000分布式光纖測溫系統(tǒng)同時實現(xiàn)溫度測量和空間定位功能，其中溫度測量利用光纖自發(fā)拉曼（Raman）散射效應，空間定位利用光時域反射（OTDR）技術?？蓪崿F(xiàn)大范圍空間溫度分布式實時測量，具有測量距離長、覆蓋探測區(qū)域、實時監(jiān)測、可精確定位等優(yōu)點，在交通隧道、地鐵、電力、石化、水利等等領域均有應用。

 

 

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