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DTS分布式光纤测温系统的应用

2022-08-15 02:07:32 来源: 编辑: 作者:

近年来,随着高速公路正成为社会经济发展的命脉,公路隧道更是其咽喉重地,我国道路交通建设不断加快,公路隧道逐渐增多 , 隧道火灾事故也逐步增多 , 做好隧道灭火救援工 作,对于构建和谐社会,具有十分重要的意义。

公路隧道呈管状结构, 其空间具有密闭性与特殊性。 隧道内一旦发生行车火灾安全事故, 产生的热量与烟雾不易散发, 并且急剧积累, 会严重威胁隧道的行车安全与畅通运营, 使隧道结构与设施受到损伤。 高速公路隧道由于车流量大、 车速高的特性. 其火灾事故产生的危 害比一般路段的火灾要严重得多。

光纤温度传感器系统是近年来发展起来, 用于实时测量空间温度场的系统。 系统中光纤 即是传输媒体又是传感媒体, 利用光纤背向拉曼散射的温度效应, 光纤所处的空间温度场调 制了光纤是背向拉曼散射的强度(反斯托克斯背向拉曼散射光的强度 ,经波分复用器和光 电检测器采集带有温度信息的背向拉曼散射光信号,经信号处理可以解调出实时的温度信 息。在时域中,利用光时域反射技术(Optical Time Domain Reflection ,根据光在光纤中的 传输速率和背向拉曼散射光的回波时间,可以对温度点进行定位。

光纤感温系统得到了大量的应用, 但由于自身存在一定的局限性, 导致了长度超过 4000米的隧道无法使用这种先进的火灾报警系统。 基于老式感温系统的局限性, 现今对其进行一 系列的改进,产生了分布式光纤感温系统。

分布式光纤温度传感系统(DTS 依据光纤的光时域反射(OTDR 和光纤背向 Raman 散射 的温度效应 , ,探测出沿着光纤不同位置的温度的变化,实现真正分布式的测量。在系统中 光纤既是传输媒体又是传感媒体,光纤所处空间各点的温度场调制了光纤中的背向 Raman 散射光的强度(反 tokes 背向 Raman 散射光的强度 ,经波分复用器和光电检测器采集了空 间温度信息, 环境下由工程师调试编程来完成。 设定区域长度及报警点, 系统校订均可采用 Windows 2000版本软件来完成。

11.DTS 光纤探测系统是一个连续的监测信号,可设置多级定温报警和多级差温报警,或是 两者的结合,基本消除误报,同时可根据现场要求对报警值进行修正。

12. 可针对环境变化设置最多可达 200个不同报警控制区域,报警控制区可编程,并可按照 用户的要求进行设计,每个单独的报警区域可设置不同的报警值。

13. 如果探测光纤受损, DTS 光纤探测系统可以即时定位受损点, 并通过重新迅速恢复系统, 这对于有效的实施在线监测时非常重要的;

14.DTS 光纤探测系统的温度信号和报警信号可以上传到消防主机和中控室。

温度的实时监控,做到早期预警;

快速性:

系统测温、 定位速度非常高。 为了提高测量时间, 宁波振东光电有限公司采用了卫星地面拍 照数据滤波技术,以解决海量数字滤波优化问题;

系统主机内的激光发射装置每秒钟发射上万次的光脉冲, 并将取样温度的平均值输出到显示 系统,基本消除误差。

分布特性:

线型光纤感温火灾监测系统为分布式光纤测温系统, 可提供连续动态监测长达十几公里范围 内每隔 1米各点的温度变化信号,可任意设置各级温度报警值。

先进性:

该系统是世界上目前性能指标最高、 功能性最强、 可靠性最高、技术最先进的产品。采用的光元器件是通过纳米技术生产出来的进口器件,数字处理芯片采用的是上世纪90年代末的军用级器件。

准确性 :

该系统的温度分辨率达到 0.1℃ ,温度精度 ±1℃;定位精度达 ±1m

灵活性 :

线型光纤感温火灾监测系统是在线监测方式;

监测范围内任何一点的报警信号上传至火灾报警控制器的时间不大于 30秒; 本系统的主机可提供继电器接口(无源干接点在火灾报警控制器上进行报警, 可按区间提供一组干接点报警信号;

监测系统提供的是一个连续的动态监测信号 , 系统可设置多级温度点报警即系统 支持多级报警,如 30℃初报警 ,40℃预报警 ,50℃采取措施等,并且可以根据环境 不同进行报警点温度参数设定;

为避免误报发生,针对事故发生前的温度变化率大的特点 , 在报警设置中可设置 温度变化率阀值进行监测 , 当监测到温度变化率大于该值时发出报警信号 , 并提供 相应的信号输出;

多种报警条件, 只要满足一条, 系统就会立即产生报警。 可根据现场要求对取样间隔进行调整,最短取样间隔为1米;

报警控制区可编程 , 并可按照用户的要求进行灵活设计,每一系统可针对环境变 化可设置不小于 100个不同报警控制区域。

1. 兼容性:

线型光纤感温火灾监测系统的主机为开放通信协议, 提供与工作站联接的通信接 口,在中央控制室防灾报警工作站以汉化的图文方式显示温度曲线、报警位置、 报警温度等全部信息;

系统可以通过 RS232、 LED 、内置继电器、以太网或其它工业协议等输出形式与 PC 、消防报警系统等其它控制设备进行连动,进行声光报警,信号输出准确、 完整;

线型光纤感温火灾监测系统可根据不同报警区分段、 分级输出信号, 以适应不同 控制盘的需要;

光纤测温主机控制单元组网灵活,兼容性大。根据用户需求还可与 SCADA 、供 电设备中的电力自动化系统、管理系统等其他控制设备进行连网。实现集安全、 经济、管理为一体的大的综合智能系统;

光纤测温主机控制单元拓展后可实现拨号 modem 、光纤接口转换方式等,实现 用户个性化的需求。

安全性:

系统软件授权管理,安全可靠;

用户可以对系统今后的升级和维护进行更新;

线型光纤感温火灾预警系统具备安全记录功能, 可储存系统运行以来的所有历史 数据,并可使用便携式计算机下载有关数据;

如果光纤受损, 系统可以定位受损点, 具有自诊断功能, 并通过光纤熔接机对其 进行熔接,这对于有效的实施在线监测是非常重要的;

激光等级达到 3A 级;

探测光纤安全、可靠,采用光信号,不会与动力电缆之间产生相互电磁干扰。

与传统传感器相比较,分布式光纤测温系统具有的天然优势,主要包括: 1. 连续分布式测量

分布式光纤传感器是真正的分布式测量, 可以连续的得到沿着探测光缆几十公里 的测量信息,误报和漏报率大大降低。同时实现实时监测。

2. 抗电磁干扰,在高电磁环境中可以正常的工作。

光纤本身是由石英材料组成的, 完全的电绝缘; 同时光纤传感器的信号是以光纤 为载体的,本征安全,不受任何外界电磁环境的干扰。

3. 本征防雷。

雷电经常破坏大量的电测传感器。 光纤传感器由于完全的电绝缘, 可以抵抗高电 压和高电流的冲击。

4. 测量距离远,适于远程监控。

光纤的两个突出优点就是传输数据量大和损耗小, 在无需中继的情况下, 可以实 现几十公里的远程监测。

5. 灵敏度高,测量精度高。

理论上上大多数光纤传感器的灵敏度和测量精度都优于一般的传感器, 实际已成 熟的产品也证明了这一点。

6. 寿命长,成本低,系统简单。

光纤的材料一般皆为石英玻璃,其具有不腐蚀、耐火、耐水及寿命长的特性,通 常可以服役 30年。综合考虑传感器的自身成本以及以后的维护费用,使用光纤 传感器可以大大降低整个工程的最终经营成本。


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