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基于拉曼散射的分布式光纖測溫系統(tǒng)

（一）分布式光纖測溫技術(shù)原理

分布式光纖測溫系統(tǒng)是根據(jù)光纖的光時(shí)域反射（OTDR）和光纖拉曼散射的溫度效應(yīng)設(shè)計(jì)，用來實(shí)時(shí)檢測光纖不同位置的溫度，實(shí)現(xiàn)分布式的溫度測溫的先進(jìn)儀器。

光纖在系統(tǒng)中，同時(shí)作為傳輸載體和傳感器。高速驅(qū)動電路驅(qū)動激光器發(fā)出一窄脈寬激光脈沖，激光脈沖經(jīng)波分復(fù)用器后沿傳感光纖向前傳輸，激光脈沖與光纖分子相互作用，產(chǎn)生多種微弱的背向散射，包括瑞利（Rayleigh）散射、布里淵（Brillouin）散射和拉曼（Raman）散射等，其中拉曼散射是由于光纖分子的熱振動，產(chǎn)生溫度不敏感的斯托克斯（Stokes）光和溫度敏感的反斯托克斯（Anti-Stokes）光，兩者的波長不一樣，經(jīng)波分復(fù)用器分離后由高靈敏的探測器所探測。光纖中的Anti-Stokes光強(qiáng)受外界溫度調(diào)制，Anti-Stokes與Stokes的光強(qiáng)比值準(zhǔn)確反映了溫度信息；不同位置的拉曼散射信號返回探測器的時(shí)間是不一樣的，通過測量該回波時(shí)間即可確定散射信號所對應(yīng)的光纖位置；結(jié)合高速信號采集與數(shù)據(jù)處理技術(shù)，可準(zhǔn)確、快速地獲得整根傳感光纖上任一點(diǎn)的溫度分布信息。

（二）分布式光纖測溫技術(shù)先進(jìn)性

1、利用感溫探測光纜進(jìn)行環(huán)境溫度監(jiān)測，無源，無輻射，防水、抗腐蝕性，穩(wěn)定可靠，工作壽命長。

2、對光纜沿線環(huán)境的溫度變化進(jìn)行采集，實(shí)現(xiàn)24小時(shí)不間斷監(jiān)測。從根本上杜絕人員疏忽導(dǎo)致的事故。

3、從空間、時(shí)間等對數(shù)據(jù)進(jìn)行特征分析，溫度分辨率達(dá)0.1℃。

4、可進(jìn)行分布式全方位監(jiān)測，對每一點(diǎn)的溫度可實(shí)時(shí)檢測，安全可靠。

5、光信號測量，本質(zhì)安全，抗電磁干擾，適合易燃易爆等惡劣環(huán)境下長期工作。

6、測量距離長，測量信息豐富。測量精度高，響應(yīng)速度快。

 

（三）分布式光纖測溫主機(jī)

分布式光纖測溫主機(jī)采用多項(xiàng)光電測量和光纖技術(shù)以及性能高的光電器件，測量距離（16km）可定制、響應(yīng)速度（2s）、測溫精度（0.5℃）。分布式光纖測溫系統(tǒng)溫度采集主機(jī)主要分為自帶工控機(jī)功能主機(jī)和外置工控機(jī)功能主機(jī)兩種。

具體產(chǎn)品技術(shù)參數(shù)如下：

產(chǎn)品圖片
產(chǎn)品名稱	外置工控機(jī)功能主機(jī)	自帶工控機(jī)功能主機(jī)
測量距離	1~16km	1~16km
通道數(shù)	1/2/4/6/8/12/16    通道	1/2/4/6/8/12/16    通道
測量時(shí)間	最小 1s/通道	最小 1s/通道
探測單元長度	0.5~3m	0.5~3m
測溫范圍	-40℃~85℃（常規(guī)光纖） -40℃~250℃（特殊光纖）	-40℃~85℃（常規(guī)光纖） -40℃~250℃（特殊光纖）
取樣間隔	0.2/0.4m	0.2/0.4m
定位精度	小于 1m	小于 1m
定溫動作溫度	用戶自主設(shè)置	用戶自主設(shè)置
主機(jī)壽命	10年	10年
光纖接口	FC/APC 、E2000	FC/APC 、E2000 通道數(shù)最多可擴(kuò)展至 16 路
通信接口	LAN \USB   \RS232 \繼電器	USB\RJ45\VGA\RS232\16路開關(guān)量（可寬展）
工作溫度	（-10~50 ）℃	（-10~50 ）℃
存儲溫度	（-20~80 ）℃	（-20~80 ）℃
工作濕度	（0~95 ％）R.H.  無凝露	（0~95 ％）R.H.  無凝露
工作電源	DC 24V 或者 AC 220V ，50W	DC 24V 或者 AC 220V ，50W
IP等級	IP50	IP50

 

備注：機(jī)柜式主機(jī)可配置測溫主機(jī)（標(biāo)配）、液晶顯示器（選配）、19 英寸標(biāo)準(zhǔn)機(jī)柜（選配）、繼電器單元（選配）和消防電源（選配）、蓄電池（選配）等。（具體配置以及規(guī)格以訂購合同為準(zhǔn)）

（四）感溫光纜

傳感光纜采用特殊設(shè)計(jì)的快速導(dǎo)熱型光纜，纖芯采用進(jìn)口GI 62.5/ 125多模光纖，光纖保護(hù)層選用強(qiáng)度高聚合物及不銹鋼螺旋管鎧裝護(hù)套，外護(hù)套為低煙無鹵阻燃材料，抗拉強(qiáng)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(shè)計(jì)的光纜結(jié)構(gòu)，既能快速傳遞外界熱量，又可有效保護(hù)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(yīng)用及工程施工需求。

   

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