光纖測溫原理介紹(zjq)課件

1、公 司 簡 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)及國家信息產(chǎn)業(yè)部認定的雙軟企業(yè)。公司擁有多名光電技術(shù)專家和電力系統(tǒng)運行專家。以一批博士、碩士、學士等為主組成了公司產(chǎn)品開發(fā)、工程實施、市場開拓的高效團隊 。 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持的宗旨。我公司推出的在線分布式光纖測溫系統(tǒng)，廣泛地應用于電力、冶金、石化、消防、建筑、交通、糧食等行業(yè)；通過與著名高校、研究實體的強強聯(lián)合，開發(fā)、生產(chǎn)了電力系統(tǒng)GSM低壓載波抄表系統(tǒng)、電力遠程圖像監(jiān)控系統(tǒng)、高低壓無功功率補償控制器、高壓斷路器二次回路全工況監(jiān)視及跳、合閘線圈保護裝置等一系列滿足市場

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，堅持“誠信為本、開拓務實”的經(jīng)營理念，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)品分布式光纖溫度檢測監(jiān)控系統(tǒng)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4、應用領(lǐng)域概 念*喇曼散射：當光通過物質(zhì)時，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

3、光頻率的光稱為斯托克斯光。*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。 光纖傳感的原理 原理介紹-1E外部參量：電壓電流磁場溫度壓力拉力光纖 ()光波的性質(zhì)：振幅波長（頻率）偏振相位本征型的光纖傳感傳光型的光纖傳感 分布式光纖溫度傳感的原理 原理介紹-2激光脈沖后向散射光強光纖 a o s 波長后向散射光強 時間距離=1/2時間光速a. 本征型的光纖傳感b. 利用光在光纖中的喇曼散射改變光波波長的特性c. 喇曼散射信號的強弱與溫度有關(guān)d. 利用光時域反射技術(shù)實現(xiàn)距離定位利用背向喇曼散射測量溫度的原理示意圖溫度測量原理 原理介紹-3 分布式光纖

4、溫度傳感的原理 原理框圖：信號處理電路激光二極管輸入脈沖 后向喇曼散射信號光電探測器光纖 2km (GI62.5/125)計算機耦合器光纖濾波器光電探測器信號放大電路參考信號 原理介紹-4分布式光纖溫度傳感系統(tǒng)的技術(shù)特點 -高科技的結(jié)晶系統(tǒng)增益要求：109系統(tǒng)帶寬要求：100MHz 系統(tǒng)可靠性要求：高增益、高速模擬器件與模塊的抗干擾和長期穩(wěn) 定工作 濾波及高速數(shù)據(jù)處理：光學濾波及數(shù)字濾波原理介紹-5 分布式光纖溫度傳感系統(tǒng)的技術(shù)實現(xiàn) 全光纖的光學濾波技術(shù)采用進口最先進的光學濾光片原理介紹-6高速信號采集和信號處理技術(shù) 核心芯片采用90年代的愛國者導彈器件核心技術(shù)采用世界最先進的DSP數(shù)據(jù)處理技

5、術(shù)原理介紹-7 在噪聲信號的大海中準確打撈針頭大的有用信號，方顯高科技的威力和科技人才的智慧； 高精度恒溫技術(shù)確保系統(tǒng)測量的準確，奇特的設(shè)計思路和精妙的設(shè)計方案展現(xiàn)了留學博士和高級工程師的才華； 知識專家與應用專家的默契配合使得知識轉(zhuǎn)化為生產(chǎn)力；原理介紹-8世界領(lǐng)先技術(shù)目前世界上僅有四個國家研制成該產(chǎn)品（美國、德國、日本、中國），世界四強之一原理介紹-9產(chǎn)品性能指標 分 布 式 光 纖 傳 感 系 統(tǒng)顯示方式：溫度隨距離的變化可根據(jù)用戶要求，把光纖的長度按所在區(qū)域分段，以直觀的圖形界面顯示特定被測溫對象的溫度有過熱或過冷報警功能,報警方式靈活多樣,具有預警功能.性能介紹1 分 布 式 光 纖

6、傳 感 系 統(tǒng)產(chǎn)品性能指標 測溫精度：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 分 布 式 光 纖 傳 感 系 統(tǒng)空間分辨率：取決于最短感溫光纖長度性能介紹3產(chǎn)品性能指標 分 布 式 光 纖 傳 感 系 統(tǒng)測溫范圍：取決于光纖的耐溫范圍普通光纖：-40 oC240 oC特殊光纖：-170 oC600 oC性能介紹4系統(tǒng)組成 1、測溫主機 2、感溫光纖 3

7、、工控電腦測溫主機：分布式光纖感溫故障檢測主機 EL2000-DTS-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1300納米。工作站（工控機）：名牌工控機。本地工作站RS232串口通訊n根2km光纖測溫主機運行部供電局MIS局域網(wǎng)中心調(diào)度室生產(chǎn)局長總工程師安檢部本地監(jiān)控系統(tǒng)或本地通信系統(tǒng)12345nnn省局MIS局域網(wǎng)地調(diào)生計檢修領(lǐng)導安檢特點光纖為傳感元件 電絕緣性好 光路有可繞曲性 抗電磁干擾 分 布 式 光 纖 傳 感 系 統(tǒng)特點介紹1 防 爆 體 積 小 耗 電 少 耐 腐 蝕特點光纖為傳感元件 分 布 式 光 纖 傳 感 系 統(tǒng) 重

8、量輕結(jié)構(gòu)簡單特點介紹2空間分辨率：2m測溫精度: 1oC 測溫范圍：-150 oC 300oC點式熱電偶測溫分布式光纖測溫溫 度 距 離 距 離溫 度 特點分布式的傳感模式 分 布 式 光 纖 傳 感 系 統(tǒng)特點介紹3 狀態(tài)檢修的是設(shè)備檢修的發(fā)展方向， 在線檢修是實現(xiàn)狀態(tài)檢修的基礎(chǔ)。 高效的狀態(tài)(預測性)檢修降低了大修費用，通過趨勢分析減少非計劃性停車和檢修。 生產(chǎn)效率提高，成本下降。特點具有在線檢修的功能 分 布 式 光 纖 傳 感 系 統(tǒng)特點介紹4比較內(nèi)容分布式光纖傳感系統(tǒng)傳統(tǒng)傳感器傳感器分布特性檢測點連續(xù)，可以全面檢測被監(jiān)視對象的各點的情況。檢測范圍大。檢測點間斷，只有檢測探頭接觸的點，

9、才能被檢測。檢測范圍小。探頭光纖，不怕干擾，不怕高壓，沒有擊穿、燒毀等擔心。電子傳感器，有電路通道，極易受電磁干擾，對與高壓設(shè)備的絕緣要求特別高。檢修維護很難。檢測信號輸出光信號，不受電力設(shè)備的電磁干擾。弱電信號，極易受到電磁干擾。信號通道光纖，探頭與信號通道一體，不怕干擾，不怕高壓，系統(tǒng)簡單安全。電路，對與高壓設(shè)備的絕緣要求特別高。檢修維護很難信號處理技術(shù)檢測：光電技術(shù)；傳輸：光信號處理：高速數(shù)字技術(shù)檢測：模擬電子；傳輸：弱電信號處理：數(shù)字技術(shù)；系統(tǒng)可靠性高，取決于主機。低，受探頭、信號傳輸通道、主機等全部設(shè)備影響。其他特點不帶電，抗射頻和電磁干擾、防燃、防爆、抗腐蝕、耐高壓和強電磁場、耐輻

10、射，能在各種有害的環(huán)境中工作。 成熟、廣泛應用。特點介紹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)測系統(tǒng)與傳統(tǒng)線形感溫材料的技術(shù)比較 特點介紹6光纖監(jiān)測系統(tǒng)線性感溫產(chǎn)品報警方式可綜合利用設(shè)置多級溫度報警/溫升速率/溫升趨勢來進行連續(xù)監(jiān)測，可在任何時間準確顯示任何一點的溫度狀態(tài)，在火災發(fā)生前早期預警固定溫度報警點；被動等待設(shè)定的報警溫度；報警往往已形成火災事故判斷智能化的系統(tǒng)，準確及時判斷溫度變化的類型，顯示事故點溫度讀數(shù)及位置。（精度：0.5-2，1m-4m）無附加特定裝置時不能準確確定事故點位置，只能判斷火警區(qū)域。無法反映溫度資料。使用及維護長距離監(jiān)測（10公里或更長）用一

11、根光纜即可完成，利用軟件分區(qū)，系統(tǒng)非常簡單可靠，免維護監(jiān)測長度有限，多路部線分區(qū)，系統(tǒng)相當復雜，故障率高，難以維護長期使用達到報警點后利用軟件復位，不損傷光纜，并因其材料特殊，壽命極長 報警后系統(tǒng)損傷，不可重復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。因其不帶電，故使用于特殊危險場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，并因其帶電，故不適用于特殊危險場合安裝安裝較復雜。新增電纜的擴容安裝難度大安裝非常簡單，可安裝到縫隙、小孔、高電壓、強電磁場、高溫、高壓強、有毒、易燃、易爆、腐蝕性環(huán)境 分 布 式 光 纖 傳 感 系 統(tǒng)如果需要測量幾

12、千米的范圍內(nèi)、多達幾千個點的溫度，只需要一條普通的光纖和一臺小型儀器，就可以解決問題！分布式光纖溫度檢測監(jiān)控系統(tǒng)特點介紹7 分 布 式 光 纖 傳 感 系 統(tǒng) 應用領(lǐng)域：大型產(chǎn)、輸、變電設(shè)施的分布式狀態(tài)監(jiān)測應用介紹1地下高壓電纜的分布式溫度監(jiān)測。對局部放電進行監(jiān)測定位，定位精度可達2m, 遠優(yōu)于常規(guī)的電纜局部放電定位方法(約500m)。 分 布 式 光 纖 傳 感 系 統(tǒng)應用舉例應用介紹2變電站的一次運行設(shè)備溫度在線監(jiān)測應用介紹3高壓電纜在線溫度監(jiān)測應用介紹4發(fā)電廠運行設(shè)備溫度在線監(jiān)測應用介紹5 局部放電通常會引起局部溫度上升。 傳統(tǒng)的電子技術(shù)由于發(fā)電機內(nèi)部強大的電磁干擾(通常干擾信號的幅度比

13、放電信號大上百倍)而遇到許多的困難。 停機檢測往往不能再現(xiàn)真實的放電情況。 使用分布式光纖溫度傳感的在線檢測技術(shù)能夠解決問題。 分 布 式 光 纖 傳 感 系 統(tǒng)應用舉例大型發(fā)電機定子繞組局部放電故障的在線監(jiān)測應用介紹6 及時發(fā)現(xiàn)、排除絕緣薄弱現(xiàn)象 避免短路引起的火災 避免放電引起的瓦斯爆炸 分 布 式 光 纖 傳 感 系 統(tǒng)煤礦井下供電電纜(6kV)絕緣狀況的在線監(jiān)測。應用舉例應用介紹7大型糧倉、油庫 分 布 式 光 纖 傳 感 系 統(tǒng)化工廠應用介紹8大型混凝土建筑結(jié)構(gòu)的溫度和應力分布傳感 分 布 式 光 纖 傳 感 系 統(tǒng)應用領(lǐng)域應用介紹9水壩、江河大堤、橋梁的應力分布監(jiān)測 分 布 式 光

14、 纖 傳 感 系 統(tǒng)應用介紹11地鐵溫度在線監(jiān)測 分 布 式 光 纖 傳 感 系 統(tǒng)應用介紹12隧道溫度實時監(jiān)測 分 布 式 光 纖 傳 感 系 統(tǒng)應用介紹14地下鐵路沿線溫度監(jiān)測路面結(jié)冰狀態(tài)的檢測 分 布 式 光 纖 傳 感 系 統(tǒng)應用介紹15總 結(jié) *是一種優(yōu)于感溫電纜、金屬熱電偶、紅外測溫儀、紅外熱成像儀等測溫方式的新型實時在線監(jiān)控系統(tǒng)。*是無人值守變電站溫度監(jiān)測的全面解決方案。*代表測溫技術(shù)的發(fā)展方向。該系統(tǒng)與感溫電纜的比較原理：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，然后絞對成型。當電纜某一部位溫度上長超過額定動作溫度時，受熱部位熱敏絕緣材料絕緣性能被破壞，鋼絲發(fā)生短路

15、以指示火警的發(fā)生。 缺點：1、在潮濕、水中、油中及有毒、有害的化學環(huán)境下無法使用，對環(huán)境條件要求高2、熱敏材料是有機物易老化，性能不穩(wěn)定，誤報率高3、一次性使用，維護和投資巨大，現(xiàn)在雖然有可重復性的感溫電纜，但重復性非常有限，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)異常過程中的預告，不能為用戶提供數(shù)據(jù)分析和趨勢分析，不能實現(xiàn)真正的在線檢測功能，無法最終達到狀態(tài)檢修的目標6、報警設(shè)置靈活性很差，只能選用不同型號的感溫電纜（溫度設(shè)定為固定值）7、比較硬，不易安裝和維護，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)分非火災因素造成的短路引起的故障10、電路復雜、調(diào)試、整定困難成 本 比 較經(jīng)咨詢國內(nèi)感溫電纜：90-120元/米，國外還要貴，