光纖測(cè)溫原理介紹

1、公 司 簡(jiǎn) 介 廣州市億力電氣科技有限公司地處廣州市天河高新技術(shù)產(chǎn)業(yè)開發(fā)區(qū)，是廣州市高新技術(shù)企業(yè)及國(guó)家信息產(chǎn)業(yè)部認(rèn)定的雙軟企業(yè)。公司擁有多名光電技術(shù)專家和電力系統(tǒng)運(yùn)行專家。以一批博士、碩士、學(xué)士等為主組成了公司產(chǎn)品開發(fā)、工程實(shí)施、市場(chǎng)開拓的高效團(tuán)隊(duì) 。 為電力及相關(guān)行業(yè)提供高性能產(chǎn)品是我們公司一貫堅(jiān)持的宗旨。我公司推出的在線分布式光纖測(cè)溫系統(tǒng)，廣泛地應(yīng)用于電力、冶金、石化、消防、建筑、交通、糧食等行業(yè)；通過與著名高校、研究實(shí)體的強(qiáng)強(qiáng)聯(lián)合，開發(fā)、生產(chǎn)了電力系統(tǒng)GSM低壓載波抄表系統(tǒng)、電力遠(yuǎn)程圖像監(jiān)控系統(tǒng)、高低壓無功功率補(bǔ)償控制器、高壓斷路器二次回路全工況監(jiān)視及跳、合閘線圈保護(hù)裝置等一系列滿足市場(chǎng)

2、需要的產(chǎn)品。 公司奉行“科技領(lǐng)先、顧客至上”的企業(yè)宗旨，走創(chuàng)新、求精的產(chǎn)品發(fā)展之路，追蹤國(guó)際領(lǐng)先技術(shù)，開發(fā)制造高質(zhì)量、高性能的產(chǎn)品滿足廣大用戶的需求，堅(jiān)持“誠(chéng)信為本、開拓務(wù)實(shí)”的經(jīng)營(yíng)理念，不斷挑戰(zhàn)自我，提高自身素質(zhì)和能力，創(chuàng)造更多的令客戶滿意的產(chǎn)品。高 新 科 技 產(chǎn) 品廣州市億力電氣科技有限公司 內(nèi) 容 1、原 理2、性 能3、特 點(diǎn)4、應(yīng)用領(lǐng)域概 念*喇曼散射：當(dāng)光通過物質(zhì)時(shí)，除光的透射和光的吸收外，還有光的散射。在散射光中除了包括原來的入射光的頻率外（瑞利散射），還包括一些新的頻率，這種產(chǎn)生新頻率的散射稱為喇曼散射。*斯托克斯（stokes）光：在喇曼散射中把頻率小于入射光頻率的光稱為斯

3、托克斯光。*反斯托克斯（anti-stokes）光：在喇曼散射中把頻率大于入射光頻率的光稱為反斯托克斯光。激光脈沖激光脈沖后后向向散散射射光光強(qiáng)強(qiáng)光纖光纖 a o s 波長(zhǎng)波長(zhǎng)后后向向散散射射光光強(qiáng)強(qiáng) 時(shí)間時(shí)間距離距離=1/2 時(shí)間時(shí)間 光速光速1)exp() exp(),()(lkThlAlTStCL21利用背向喇曼散射測(cè)量溫度的原理示意圖溫度測(cè)量原理 信號(hào)處理電路激光二極管輸入脈沖 后向喇曼散射信號(hào)光電探測(cè)器光纖 2km (GI62.5/125)計(jì)算機(jī)耦合器光纖濾波器光電探測(cè)器信號(hào)放大電路參考信號(hào)核心芯片采用90年代的愛國(guó)者導(dǎo)彈器件核心技術(shù)采用世界最先進(jìn)的DSP數(shù)據(jù)處理技術(shù)世界領(lǐng)先技術(shù)目前

4、世界上僅有四個(gè)國(guó)家研制成該產(chǎn)品（美國(guó)、德國(guó)、日本、中國(guó)），世界四強(qiáng)之一產(chǎn)品性能指標(biāo)顯示方式：溫度隨距離的變化可根據(jù)用戶要求，把光纖的長(zhǎng)度按所在區(qū)域分段，以直觀的圖形界面顯示特定被測(cè)溫對(duì)象的溫度有過熱或過冷報(bào)警功能,報(bào)警方式靈活多樣,具有預(yù)警功能.性能介紹1產(chǎn)品性能指標(biāo) 測(cè)溫精度：取決于噪聲水平采樣6秒：3oC采樣8秒：2oC采樣12秒：1oC20oC30oC0m 500m 1000m 1500m 2000m20oC30oC0m 500m 1000m 1500m 2000m20oC30oC0m 500m 1000m 1500m 2000m性能介紹2產(chǎn)品性能指標(biāo)空間分辨率：取決于最短感溫光纖長(zhǎng)度性

5、能介紹3產(chǎn)品性能指標(biāo)測(cè)溫范圍：取決于光纖的耐溫范圍普通光纖：普通光纖：-40 oC240 oC特殊光纖：特殊光纖：-170 oC600 oC性能介紹4系統(tǒng)組成 1 1、測(cè)溫主機(jī)、測(cè)溫主機(jī) 2 2、感溫光纖、感溫光纖 3 3、工控電腦、工控電腦測(cè)溫主機(jī)：測(cè)溫主機(jī)：分布式光纖感溫故障檢測(cè)主機(jī) EL2000-DTS-感溫光纖：感溫光纖：62.5/125微米/3（芯線/包層）漸變折射通訊多模光纖，衰減0.6分貝/公里，波長(zhǎng)1300納米。工作站（工控機(jī)）：工作站（工控機(jī)）：名牌工控機(jī)。本地工作站RS232串口通訊n根2km光纖測(cè)溫主機(jī)運(yùn)行部供電局MIS局域網(wǎng)中心調(diào)度室生產(chǎn)局長(zhǎng)總工程師安檢部本地監(jiān)控系統(tǒng)或

6、本地通信系統(tǒng)12345nnn省局MIS局域網(wǎng)地調(diào)生計(jì)檢修領(lǐng)導(dǎo)安檢特點(diǎn)光纖為傳感元件 電絕緣性好 光路有可繞曲性 抗電磁干擾特點(diǎn)介紹1 防 爆 體 積 小 耗 電 少 耐 腐 蝕特點(diǎn)光纖為傳感元件 重 量 輕結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單特點(diǎn)介紹2空間分辨率：2m測(cè)溫精度: 1oC 測(cè)溫范圍：-150 oC 300oC點(diǎn)式熱電偶測(cè)溫分布式光纖測(cè)溫溫 度 距 離 距 離溫 度 特點(diǎn)分布式的傳感模式特點(diǎn)介紹3 狀態(tài)檢修的是設(shè)備檢修的發(fā)展方向， 在線檢修是實(shí)現(xiàn)狀態(tài)檢修的基礎(chǔ)。 高效的狀態(tài)(預(yù)測(cè)性)檢修降低了大修費(fèi)用，通過趨勢(shì)分析減少非計(jì)劃性停車和檢修。 生產(chǎn)效率提高，成本下降。特點(diǎn)具有在線檢修的功能特點(diǎn)介紹4比較內(nèi)容分布式

7、光纖傳感系統(tǒng)傳統(tǒng)傳感器傳感器分布特性檢測(cè)點(diǎn)連續(xù)，可以全面檢測(cè)被監(jiān)視對(duì)象的各點(diǎn)的情況。檢測(cè)范圍大。檢測(cè)點(diǎn)間斷，只有檢測(cè)探頭接觸的點(diǎn)，才能被檢測(cè)。檢測(cè)范圍小。探頭光纖，不怕干擾，不怕高壓，沒有擊穿、燒毀等擔(dān)心。電子傳感器，有電路通道，極易受電磁干擾，對(duì)與高壓設(shè)備的絕緣要求特別高。檢修維護(hù)很難。檢測(cè)信號(hào)輸出光信號(hào)，不受電力設(shè)備的電磁干擾。弱電信號(hào)，極易受到電磁干擾。信號(hào)通道光纖，探頭與信號(hào)通道一體，不怕干擾，不怕高壓，系統(tǒng)簡(jiǎn)單安全。電路，對(duì)與高壓設(shè)備的絕緣要求特別高。檢修維護(hù)很難信號(hào)處理技術(shù)檢測(cè)：光電技術(shù)；傳輸：光信號(hào)處理：高速數(shù)字技術(shù)檢測(cè)：模擬電子；傳輸：弱電信號(hào)處理：數(shù)字技術(shù)；系統(tǒng)可靠性高，取決

8、于主機(jī)。低，受探頭、信號(hào)傳輸通道、主機(jī)等全部設(shè)備影響。其他特點(diǎn)不帶電，抗射頻和電磁干擾、防燃、防爆、抗腐蝕、耐高壓和強(qiáng)電磁場(chǎng)、耐輻射，能在各種有害的環(huán)境中工作。 成熟、廣泛應(yīng)用。特點(diǎn)介紹5分布式光纖傳感系統(tǒng)和傳統(tǒng)傳感器的性能比較 光纖分布式溫度監(jiān)測(cè)系統(tǒng)與傳統(tǒng)線形感溫材料的技術(shù)比較光纖分布式溫度監(jiān)測(cè)系統(tǒng)與傳統(tǒng)線形感溫材料的技術(shù)比較 特點(diǎn)介紹6 光纖監(jiān)測(cè)系統(tǒng)線性感溫產(chǎn)品報(bào)警方式可綜合利用設(shè)置多級(jí)溫度報(bào)警/溫升速率/溫升趨勢(shì)來進(jìn)行連續(xù)監(jiān)測(cè)，可在任何時(shí)間準(zhǔn)確顯示任何一點(diǎn)的溫度狀態(tài)，在火災(zāi)發(fā)生前早期預(yù)警固定溫度報(bào)警點(diǎn)；被動(dòng)等待設(shè)定的報(bào)警溫度；報(bào)警往往已形成火災(zāi)事故判斷智能化的系統(tǒng)，準(zhǔn)確及時(shí)判斷溫度變化的

9、類型，顯示事故點(diǎn)溫度讀數(shù)及位置。（精度：0.5-2，1m-4m）無附加特定裝置時(shí)不能準(zhǔn)確確定事故點(diǎn)位置，只能判斷火警區(qū)域。無法反映溫度資料。 使用及維護(hù)長(zhǎng)距離監(jiān)測(cè)（10公里或更長(zhǎng)）用一根光纜即可完成，利用軟件分區(qū)，系統(tǒng)非常簡(jiǎn)單可靠，免維護(hù)監(jiān)測(cè)長(zhǎng)度有限，多路部線分區(qū)，系統(tǒng)相當(dāng)復(fù)雜，故障率高，難以維護(hù)長(zhǎng)期使用達(dá)到報(bào)警點(diǎn)后利用軟件復(fù)位，不損傷光纜，并因其材料特殊，壽命極長(zhǎng) 報(bào)警后系統(tǒng)損傷，不可重復(fù)使用以及采用的材料的原因，使其壽命較短安全可靠不受電磁干擾，綜合智能判斷，無誤報(bào)。因其不帶電，故使用于特殊危險(xiǎn)場(chǎng)合因其絕緣皮老化和電磁的干擾等諸多因素的緣故，經(jīng)常產(chǎn)生誤報(bào)，并因其帶電，故不適用于特殊危險(xiǎn)場(chǎng)合

10、安裝 安裝較復(fù)雜。新增電纜的擴(kuò)容安裝難度大安裝非常簡(jiǎn)單，可安裝到縫隙、小孔、高電壓、強(qiáng)電磁場(chǎng)、高溫、高壓強(qiáng)、有毒、易燃、易爆、腐蝕性環(huán)境如果需要測(cè)量幾千米的范圍內(nèi)、多達(dá)幾千個(gè)點(diǎn)的溫度，只需要一條普通的光纖和一臺(tái)小型儀器，就可以解決問題！分布式光纖溫度檢測(cè)監(jiān)控系統(tǒng)特點(diǎn)介紹7 應(yīng)用領(lǐng)域：應(yīng)用領(lǐng)域： 大型產(chǎn)、輸、變電設(shè)施的分布式狀態(tài)監(jiān)測(cè)應(yīng)用介紹1地下高壓電纜的分布式溫度監(jiān)測(cè)。對(duì)局部放電進(jìn)行監(jiān)測(cè)定位，定位精度可達(dá)2m, 遠(yuǎn)優(yōu)于常規(guī)的電纜局部放電定位方法(約500m)。應(yīng)用舉例應(yīng)用介紹2變電站的一次運(yùn)行設(shè)備溫度在線監(jiān)測(cè)應(yīng)用介紹3高壓電纜在線溫度監(jiān)測(cè)應(yīng)用介紹4發(fā)電廠運(yùn)行設(shè)備溫度在線監(jiān)測(cè)應(yīng)用介紹5 局部放電

11、通常會(huì)引起局部溫度上升。 傳統(tǒng)的電子技術(shù)由于發(fā)電機(jī)內(nèi)部強(qiáng)大的電磁干擾(通常干擾信號(hào)的幅度比放電信號(hào)大上百倍)而遇到許多的困難。 停機(jī)檢測(cè)往往不能再現(xiàn)真實(shí)的放電情況。 使用分布式光纖溫度傳感的在線檢測(cè)技術(shù)能夠解決問題。應(yīng)用舉例大型發(fā)電機(jī)定子繞組局部放電故障的在線監(jiān)測(cè)應(yīng)用介紹6 及時(shí)發(fā)現(xiàn)、排除絕緣薄弱現(xiàn)象 避免短路引起的火災(zāi) 避免放電引起的瓦斯爆炸煤礦井下供電電纜(6kV)絕緣狀況的在線監(jiān)測(cè)。應(yīng)用舉例應(yīng)用介紹7大型糧倉、油庫化工廠應(yīng)用介紹8大型混凝土建筑結(jié)構(gòu)的溫度和應(yīng)力分布傳感應(yīng)用領(lǐng)域應(yīng)用領(lǐng)域應(yīng)用介紹9水壩、江河大堤、橋梁的應(yīng)力分布監(jiān)測(cè)應(yīng)用介紹11地鐵溫度在線監(jiān)測(cè)應(yīng)用介紹12隧道溫度實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)應(yīng)用介

12、紹14地下鐵路沿線溫度監(jiān)測(cè)路面結(jié)冰狀態(tài)的檢測(cè) 應(yīng)用介紹15總 結(jié) *是一種優(yōu)于感溫電纜、金屬熱電偶、紅外測(cè)溫儀、紅外熱成像儀等測(cè)溫方式的新型實(shí)時(shí)在線監(jiān)控系統(tǒng)。*是無人值守變電站溫度監(jiān)測(cè)的全面解決方案。*代表測(cè)溫技術(shù)的發(fā)展方向。 原理：原理： 本纜式線型定溫電纜內(nèi)，由兩根彈性鋼絲上包熱敏絕緣材料，然后絞對(duì)成型。當(dāng)電纜某一部位溫度上長(zhǎng)超過額定動(dòng)作溫度時(shí)，受熱部位熱敏絕緣材料絕緣性能被破壞，鋼絲發(fā)生短路以指示火警的發(fā)生。 缺點(diǎn)：缺點(diǎn)： 1、在潮濕、水中、油中及有毒、有害的化學(xué)環(huán)境下無法使用，對(duì)環(huán)境條件要求高 2、熱敏材料是有機(jī)物易老化，性能不穩(wěn)定，誤報(bào)率高 3、一次性使用，維護(hù)和投資巨大，現(xiàn)在雖然有

13、可重復(fù)性的感溫電纜，但重復(fù)性非常有限，且性能不穩(wěn)定 4、精度低 5、事前沒有任何數(shù)據(jù)積累功能，不能作到設(shè)備、電纜溫度出現(xiàn)異常過程中的預(yù)告，不能為用戶提供數(shù)據(jù)分析和趨勢(shì)分析，不能實(shí)現(xiàn)真正的在線檢測(cè)功能，無法最終達(dá)到狀態(tài)檢修的目標(biāo) 6、報(bào)警設(shè)置靈活性很差，只能選用不同型號(hào)的感溫電纜（溫度設(shè)定為固定值） 7、比較硬，不易安裝和維護(hù)，如在電器柜、小空間、夾縫等 8、絕緣性能差，高壓帶電體根本無法測(cè)試 9、無法判斷和區(qū)分由于磕碰、鼠咬、擠壓造成損壞與溫度造成的損壞，無法判別和區(qū)分非火災(zāi)因素造成的短路引起的故障 10、電路復(fù)雜、調(diào)試、整定困難成 本 比 較經(jīng)咨詢國(guó)內(nèi)感溫電纜：90-120元/米，國(guó)外還要貴，信號(hào)解碼器加終端處理器7000元/對(duì)，每200米一個(gè)信號(hào)解碼器加終端處理器（規(guī)范規(guī)定），對(duì)于四公里，價(jià)格感