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分布式光纤测温主机
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一、概述1 产品简介石家庄长川电气科技有限公司自主研发设计的SCD-FB5000分布式光纤测温主机,运用OTDR 技术和 Raman 散射光对温度敏感的特性,结合高频脉冲激光、波分复用、高频信号采集及微弱信号处理等技术来探测出光纤不同位置的温度变化,不仅能稳定准确地预报火警,还能准确定位火情发生位置。鉴于光纤本身不导电的特性,该产品更适合应用于易燃、易爆等危险区域和有强电磁干扰、腐蚀、高温和防爆要求的工业项目的温度探测。 2 系统组成SCD-FB5000完整系统由分布式光纤测温主机、感温光纤和上位机软件等组成。 3 主机介绍
主机通道插口可定制,外置工控机。 3.1 接口说明
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纤芯 | 光纤线芯直经 | 62.5μm |
光纤包层直经 | 125μm | |
纤芯 | 单芯、多模 | |
整体外径 | Φ3mm | |
外护套材料 | 防静电、阻燃、低烟无卤材料 | |
拉伸强度 | 安装过程中最大 500N | |
使用过程中最大 300N | ||
抗压强度 | (短期)安装过程中最大5000N/10cm | |
(长期)使用过程中最大 3000N/10cm | ||
测量温度范围 | -40℃~+120℃ | |
最小弯曲半径 | 60mm |
4.3 感温光纤连接
感温光纤连接头(FC/APC)示意图
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1.对准接头上的定位键与法兰座上的定位槽。 | 2.将接头紧密插紧。 | 3.旋转外部螺母将整个连接固定。 |
注意:当感温光纤连接头暴露在空气中时,请及时扣上光纤保护帽。
5 主要特点
以光纤拉曼(Raman)散射技术为基础,结合高频脉冲激光、波分复用、光时域反射、高频信号采集及微弱信号处理等先进技术。
内含高强度螺旋铠装结构,高抗拉,高抗压,抗弯折等机械性能。
光纤本身不导电的特性,产品更适合应用于易燃、易爆等危险区域。
结构简单,外径小,有较优良的导热性能, 提升整个系统的稳定性。
外护套采用阻燃环保材料, 可以满足消防等防火等级要求。
感温光纤结构柔软、韧性好,便于布置安装及维护、更换。
6 主要用途及适用范围
电力、石化、制造、冶金等各行业高压输电电缆、动力电缆沿线及电缆接头温度监测;
发电机、电动机及其它大型设备关键部位温度监测;
石油化工输油、输气管线泄漏、大型油/气密闭性储藏的温度监测;
监测地铁、公路、铁路、隧道沿线的温度分布情况进行火情预报;
矿井下生产设备进行在线监测;
油井温度、桥面路面温度、仓储库房或场地温度等等。
7 技术参数
参数类别 | 技术指标 | ||
通道数 | 4 | 8 | 16 |
单通道测量距离Km | 3/5/10/20 | 3/5/10/20 | 3/5/10/20 |
定位精度(m) | 0.05/0.2/0.5/1 | 0.05/0.2/0.5/1 | 0.05/0.2/0.5/1 |
报警长度(m) | 0.2/0.5/1/2 | 0.2/0.5/1/2 | 0.2/0.5/1/2 |
继电器数量 | 8路继电器(继电器容量 DC24V/1A) | ||
测温范围 | -40℃~+120℃(取决于感温光纤) | ||
探测方式 | 分布式 | ||
功能构成 | 探测报警型 | ||
测量温度精度 | ±1℃ | ||
温度分辨率 | 0.1℃ | ||
测量时间 | 单通道2s (可调,时间越长测温实时性越差,但温度精度越高) | ||
光纤接头 | FC/APC标准光纤接头 | ||
适用环境温度 | -10℃~+60℃ | ||
存储温度 | -20℃~+70℃ | ||
相对湿度 | 0~95%RH无凝结 | ||
工作电源 | DC 24V | ||
尺寸(长x宽x高) | L483mm×W441mm×H90mm | ||
电源过流保护 | 2A(带工控机设备保险为5A) | ||
对外显示 | 主机自带4.3寸液晶屏或RJ45网线外接工控机,展示温度曲线、感温光纤施工质量、网络信息、设备自检、设备信息展示、报警记录、设备消音等功能单元 |
二、工作原理介绍
SCD-FB5000分布式光纤测温主机采用分布式光纤感温方式,其原理是利用激光在光纤中传输时产生的自发拉曼(Raman)散射原理和光时域反射(OTDR)技术来获取空间温度分布信息。当在光纤中注入一定能量和宽度的激光脉冲时,它在光纤中向前传输的同时不断产生后向拉曼散射光,这些后向拉曼散射光的强度受所在光纤散射点的温度影响而有所改变,散射回来的后向拉曼光经过光学滤波、光电转换、放大、模数转换后,送入信号处理器,便可将温度信息实时计算出来,同时根据光纤中光的传输速度和后向光回波的时间对温度信息定位。可参看下图的原理框图。
三、故障诊断
系统的设计能够保证系统长期的无故障运行。但在以下的情况下,系统可能会发生不正常的现象:
· 感温光纤意外受损。
· 测温光纤安装过程中引入了过大的附加损耗。
· 系统主机所处的环境温度有超出使用范围的变化。
· 系统主机周围放置了较强的电磁辐射源。
· 其它原因。
如果在温度测量过程中出现噪声过大、温度值过高或过低、温度曲线不连续、温度数据的范围不到实际测温光纤长度等不正常的情况,请运行软件,采集原始曲线,对于正常的原始曲线,曲线上70m附近和光纤尾端附近处的尖峰对应测温光纤前端面和后端面的反射,两个峰之间的曲线以指数形式衰减,对应光信号在测温光纤中的传输衰减。
如果两个峰之间的信号幅度过低,则表明测温光纤与主机的连接状态不佳,需要重新连接或清洁光纤插头端面后重新连接;当系统主机所处的环境温度超过使用范围,原始信号幅度也会出现过高或过低的现象,这时应使系统主机处于正常的工作温度范围。
如果原始曲线在某些点上出现明显的台阶、甚至后端面的反射峰出现在不到光纤尾端的距离点上,则表明测温光纤在该点上有较大的损耗,甚至断开了,这时应该重新安装在该距离点附近的测温光纤,遇到测温光纤断开的情况应与厂家联系维修。
如果原始曲线出现较大的噪声,通常是系统主机附近有较强的电磁辐射源所致,把电磁辐射源移走可以减小噪声。
由于系统主机不含用户可以维修的部件,如果发生用户不能按照上述方法排除的故障,应与厂家联系维修。未经厂家同意私自拆卸,厂家将不再承担保修和维护的责任。