光纖測溫技術(shù)是一種基于光纖傳感器的溫度測量技術(shù),其原理主要依賴于光纖的光時域反射以及背向拉曼散射、溫度效應等特性。激光脈沖在光纖中傳輸時,由于激光和光纖分子的相互物理作用,會產(chǎn)生三種散射光:瑞利散射、拉曼散射和布里淵散射。其實瑞利散射對溫度不敏感,拉曼散射對溫度敏感,故通過拉曼散射得出溫度值,當一個光脈沖從光纖的一端射入時,它會在光纖中傳播,并在每一點產(chǎn)生反射。其中,背向反射光的強度與光纖中反射點的溫度有一定的關(guān)系,溫度越高,光反射的強度也越大。因此,通過測量背向反射光的強度,可以計算出反射點的溫度。光纖測溫技術(shù)在實際應用中具有許多優(yōu)點,如高精度、長距離傳輸、抗電磁干擾等,因此在工業(yè)自動化領域得到了廣泛的應用。 在線光纖測溫系統(tǒng)在橋梁健康監(jiān)測中發(fā)揮重要作用。云南光纖測溫泄露
20世紀70年代末,分布式光纖溫度傳感被英國南安普頓大學提出,這一方案主要是利用光纖作為傳感器來感知溫度,并通過光信號傳輸和處理來獲取溫度信息,用于需要實時測量溫度的場所。此后,隨著科研人員的深入研究和實驗,分布式光纖測溫技術(shù)得到了快速的發(fā)展,并在工業(yè)、電力、交通等領域應用。目前這項技術(shù)已經(jīng)成為光纖傳感器技術(shù)中相當有前途的技術(shù)之一,與其他傳感器相比,光纖有其獨特的優(yōu)勢;測溫光纖可以實現(xiàn)對沿線溫度的實時監(jiān)測和精確測量,能夠?qū)崟r提供準確而連續(xù)的溫度數(shù)據(jù),同時測溫光纖它的分布式特性,可以連續(xù)鋪設在需要監(jiān)測的現(xiàn)場,實現(xiàn)大范圍且長距離的實時快速的溫度監(jiān)測。該系統(tǒng)還具有本征安全、抗電磁干擾和防雷要求,安裝敷設相對簡單,環(huán)境適應性強等特點。 中國香港分布式光纖測溫系統(tǒng)光纖測溫技術(shù)在智能建筑節(jié)能方面發(fā)揮重要作用。
分布式光纖測溫系統(tǒng)和光纖光柵測溫系統(tǒng)的對比,分布式測溫光纖與光纖光柵在測溫技術(shù)領域中各有特點,但分布式測溫光纖在多個方面展現(xiàn)出了明顯的優(yōu)勢。首先,分布式測溫光纖采用的是連續(xù)分布式測量方式,可以獲取傳感光纜沿線每一個點的溫度,無測量盲區(qū)。相比之下,光纖光柵測溫系統(tǒng)作為點式準分布測量方式,只能測量傳感器安裝位置及附近的溫度,對于未安裝光柵傳感器位置的溫度無法有效監(jiān)測,存在測量盲區(qū)。因此,在需要全程連續(xù)的溫度監(jiān)測的場景中,分布式測溫光纖更具優(yōu)勢。其次,分布式測溫光纖系統(tǒng)既作為傳感元件也作為傳輸介質(zhì),容易安裝布線,可遠距離分布測量,且可靠性、可維護性較佳。而光纖光柵測溫系統(tǒng)在設計和施工上可能更為復雜,維護性也相對較差。此外,分布式測溫光纖系統(tǒng)支持多種報警方式,可以靈活設置報警值和報警方式,這在實際應用中提高了系統(tǒng)的靈活性和實用性。再者,分布式測溫光纖系統(tǒng)監(jiān)測可以長至數(shù)公里甚至數(shù)十公里,使得系統(tǒng)能夠進行大范圍的溫度監(jiān)測。分布式測溫光纖在測量方式、安裝維護、報警功能、測量范圍以及成本等方面相對于光纖光柵具有格外的優(yōu)勢。這些優(yōu)勢使得分布式測溫光纖在交通隧道、電力電纜、油氣井等領域的應用中更具競爭力。
分布式光纖測溫側(cè)重于對環(huán)境溫度的連續(xù)、實時、在線監(jiān)測,適用于需要大范圍、長時間溫度監(jiān)測的場合。分布式光纖測溫的原理是基于背向拉曼散射原理和光時域反射定位原理。利用測溫光纖作為溫度傳感器,精確測量測溫光纖鋪設方向各個位置的溫度并定位溫度異常點。優(yōu)勢:具有實時、在線、連續(xù)的溫度監(jiān)測能力,能夠覆蓋長距離、大范圍的環(huán)境溫度信息。其系統(tǒng)集計算機、光纖通訊、光纖傳感、光電控制等技術(shù)于一體,具有本質(zhì)安全、耐腐蝕、不受電磁干擾等優(yōu)點。此外,分布式光纖測溫系統(tǒng)還具有容易安裝布線、可遠距離分布測量、可按需劃區(qū)等優(yōu)點,且可靠性、可維護性較佳。應用領域:廣泛應用于電力、石油、交通、煤礦等領域,為這些行業(yè)提供優(yōu)良的溫度監(jiān)測解決方案。 鐵路交通領域利用光纖測溫系統(tǒng)進行安全監(jiān)測。
光纖測溫技術(shù)的主要特點:抗干擾能力強:光纖測溫技術(shù)利用光學信號進行溫度測量,不易受到電磁干擾的影響。這使得它在電磁環(huán)境復雜或電磁干擾嚴重的場合中表現(xiàn)出色,確保測量的穩(wěn)定性和準確性。高精度測量:光纖測溫技術(shù)基于光學原理,能夠?qū)崿F(xiàn)高精度的溫度測量。通過精確捕捉和分析光纖中的光信號變化,可以準確獲取溫度信息,滿足各種精細測量需求。長距離傳輸:光纖作為傳輸介質(zhì),具有損耗低、傳輸距離長的特點。這使得光纖測溫技術(shù)能夠?qū)崿F(xiàn)對遠距離目標的溫度測量,滿足大型設備或長距離管道等場景的監(jiān)測需求。實時監(jiān)測與快速響應:光纖測溫技術(shù)進行實時監(jiān)測和快速響應,可以迅速感應到溫度的變化,并及時發(fā)出警報。這安全性高:光纖測溫技術(shù)具有電絕緣性和防爆性好的特點,可以在易燃易爆或高電壓等危險環(huán)境中安全使用,避免潛在的電氣風險。適用范圍廣:光纖測溫技術(shù)適用于各種惡劣環(huán)境,如高溫、低溫、腐蝕性介質(zhì)等。同時,光纖的柔軟性和可撓曲性使得它能夠在狹窄或復雜的空間中進行溫度測量。綜上所述,光纖測溫技術(shù)以其高精度、抗干擾、長距離傳輸、實時監(jiān)測等特點,在工業(yè)自動化、電力、化工、醫(yī)療等領域具有廣闊的應用前景。 在線光纖測溫系統(tǒng)為機場跑道結(jié)冰監(jiān)測提供有力保障。茂名煤礦光纖測溫
精確的溫度數(shù)據(jù)對于農(nóng)業(yè)生產(chǎn)具有重要意義。云南光纖測溫泄露
分布式光纖測溫主機配備了4個通道的光纖輸出、1個RJ45(網(wǎng)口)、1路RS485以及8路繼電器輸出。主要接口說明:1)感溫光纖接口:標準FC/APC感溫光纜接口,用于連接感溫光纜;2)繼電器接口:每臺測溫主機可提供8路繼電器接口(可擴展),開關(guān)量輸出;3)RS485接口:每臺測溫主機具有RS485接口,協(xié)議為Modbus協(xié)議,可實現(xiàn)把區(qū)域狀態(tài)數(shù)據(jù)以協(xié)議形式接入其他系統(tǒng);4)網(wǎng)口:每臺測溫主機具有RJ45接口,協(xié)議為TCP/IP,能向上級監(jiān)控系統(tǒng)發(fā)送溫度、火災報警、故障報警等信息,實現(xiàn)相應的信息交互;5)USB:每臺測溫主機具有1個USB接口,用于拷貝數(shù)據(jù)或連接鼠標鍵盤等外部設備。云南光纖測溫泄露