光纤测温PPT课件.ppt

分布式光纤测温系统（DTS）,制作人：周宇宸,Unrestricted,1,.,11/26/2019,2,.,12/17/2019,1.分布式光纤测温系统可准确和线性地监控长距离大范围的环境温度，并能做到连续监控。2.该系统依据后向拉曼散射原理和光时域反射定位原理,1.系统概述,3,.,12/17/2019,激光入射到样品后，会产生散射光，散射光可分为弹性散射和非弹性散射。弹性散射指频率不发生改变的散射，也成为瑞利散射。非弹性散射指频率发生改变的散射，就是指我们要谈论的拉曼散射。如右图所示，拉曼散射又可以细分为斯托克斯拉曼散射（比光源波长长）和反斯托克斯拉曼散射（比光源波长短）。反斯托克斯光信号的强度与温度有关，斯托克斯光信号与温度无关。通过计算反斯托克斯光信号和斯托克斯光信号强度的比例，可以得到位置点的温度。比值正比于exp(-1/T)。,拉曼散射原理,4,.,12/17/2019,OTDR(光学时域反射技术)的基本原理是利用分析光纤中后向散射光或前向散射光的方法测量因散射、吸收等原因产生的光纤传输损耗和各种结构缺陷引起的结构性损耗，当光纤某一点受温度或应力作用时，该点的散射特性将发生变化，因此通过显示损耗与光纤长度的对应关系来检测外界信号分布于传感光纤上的扰动信息。对测量点的空间定位是通过OTDR技术实现的，激光脉冲由光纤始端F处注入，脉冲大部分能传到光纤末端而消失，但一小部分后向散射光会沿着光纤反射回来。设光纤中L处后向散射光返回到入射端F所需时间为t/2，则可由公式：2L=v*t=(c/n)*t得到测量点的空间位置。公式中L为距离，t为时间，V为光在光纤中传播的速度，c为光速，n为光纤折射率。,光时域反射定位原理,5,.,12/17/2019,系统组成及特点,6,.,12/17/2019,温度监测软件具有中文操作界面，强大的数据处理和管理功能，具有以下特点：1.显示功能：可显示全程分区图及其温度分布曲线；可显示系统监测曲线、系统参数；可显示重点监测点的温度随时间变化曲线；2.报警功能：具有定温报警、差温报警、温升过快报警、光纤破坏报警、装置异常等报警功能；3.报警形式：声光报警，报警分工作级和管理级两层；4.查询功能：可以查询历史数据并显示或打印历史曲线；可以在系统图上直接查询设备信息、运行参数、统计信息等；5.分析功能：历史趋势显示，对未来趋势进行评估，提供检修参考信息；6.报表功能：提供强大的数据库保存功能，可以根据用户需要定制年报表、月报表、日报表等；用户可定制各种表格；实时数据表、历史数据及统计报表、报警一览表等；7.TCP/IP接入：几个控制器的信号可以在一台PC机上分析处理，系统功能强而高效；8.多系统组网功能：系统采用网络接口进行数据通讯，具有良好的兼容性，可轻松扩展至多台主机同时监控。,温度监测与显示软件,7,.,12/17/2019,分布式：系统为分布式测温系统，提供连续的动态监测信号，可以实时测量到被监测物体每隔1米各点的温度变化；先进性：光纤本身既做信号传输，也用于温度探测，即传播传感一体化，通过采用不同的外护套材料，系统可以适应各种环境；准确性：系统的测温精度在0.1度以内（2km)，定位精度在正负一米以内。灵活性：各种功能设定由系统主机上的应用软件来实现，可设置多级温值报警，并且可以根据环境不同进行修正；每个报警分区可单独编程，并可按照用户要求进行设计；兼容性：系统可以通过RS232、LED等输出形式与PC、PLC等其他控制设备进行互连，在消防应用中可与火灾报警控制器等系统进行联网，输出报警信号和区域信息；寿命长：铠装感温电缆在不受外力破坏的前提下，使用寿命可达25年；使用简便：分布式光纤测温系统提供可视化界面，界面简单、简洁，不会为客户带来额外的管理费用；本质安全：分布式光纤测温系统具有本质安全，防爆、抗强电磁干扰、防雷击的特点；系统应用范围广：发电站、输配电网、高层建筑、大型商场、仓库、教学楼、住宅区、地铁等公共场所等。,分布式系统优势,8,.,12/17/2019,1.系统概述变压器寿命取决于绝缘材料的寿命，温度是绝缘材料老化的决定性因素，所以变压器热点温度决定了变压器的使用寿命。过去由于变压器内高绝缘要求和内部的强电磁干扰，热点部位的温度无法监测。出于安全考虑，国内变压器大都出于50%-70%额定功率下，非经济状况运行。基于光纤光栅测温原理的变压器绕组热点测温系统是深圳太辰光通信股份有限公司自主研发的、经过实验验证和具有项目成功实施案例的光纤光栅测温产品。该系统利用光纤光栅传感器的串/并联技术，可实现单根光纤上接十几个温度传感器，整套监测设备可同时监测上百个传感器的目标。该系统可准确测量绕组、铁芯、母线排、电气接点等传感器预设点的温度，评估变压器的运行状态及安全，保障变压器在较高的负荷下的安全运行，从而获得经济上的回报。,电力变压器光纤测温,9,.,12/17/2019,单套系统可连接上百个传感器，直接、准确的在线监测变压器绕组、铁芯、母线排、电气接点、分接开关、套管和油等温度传感器性能稳定、可靠，安装方便，不受电磁干扰监测距离大于10km无零点漂移，无需校正更经济、安全的确保变压器的运行，并大幅延长变压器运行寿命精确、安全的控制变压器过热运行，并实现对变压器的状态检修可实现与智能电网的互联为变压器设计和优化提供数据支持,特点和应用,10,.,12/17/2019,光纤光栅传感分析仪发出一束连续的宽带光，通过光纤传输。宽带光经过任意一个光纤光栅温度传感器时，均会被反射回一个特定中心波长的窄带光波。该窄带光波的波长随着光纤光栅传感器的温度变化而线形变化（线形度99.9%）。因此通过测量反射光的波长即可换算出温度。单根光纤上可串联/并联多个光纤光栅温度传感器，每只传感器按不同波长编码，实现在