10KV开关柜光纤光栅测温系统技术方案
遂宁市220KV双堰变电站开关柜光纤光栅测温系统
技术方案
四川安普光控科技有限公司
二〇一三年十二月
1 概述
电力设备在正常工作时都会产生发热现象。线路、设备等的连接处由于环境影响，加工工艺等原因使连接部分压接不紧、压力不够、触头间的接触部分发生变化等引起接触电阻变大，发热现象会更加明显。长期如此会加速电力设备线路等的老化，引起电力设备的绝缘性能下降，严重的还能触发电弧短路，降低设备使用寿命，引起重大的电力事故。尤其是隔离开关活动的动、静触头部分、主变引线、电缆头发热现象比较突出，故障率高，每年均有此类问题发生。目前监视方法仍靠工作人员定期完成的，费时费力，工作效率极低，而且不能及时发现潜藏的隐患，有些电力设备的焊点与接头位于不便触及的里端，这又给检测人员带来了极大的不便。
光纤光栅传感技术是近年来发展起来的一门崭新的技术，是伴随着光导纤维及光纤通信技术发展而派生的全新概念的传感技术。光纤光栅传感器通过辨析光波长来检测、度量外界物理量的变化。作为传感器家族新成员，光纤光栅传感器具有以下明显的优点：
1) 抗电磁干扰、电绝缘、耐腐蚀、安全性好——对电绝缘，适合高电压场所；
2) 灵敏度高，温度精度高，寿命长，综合性能全面优于现有监测手段；
3) 重量轻、体积小、可挠曲，适用于狭小空间；
4) 测量对象广泛，对被测介质影响小；
5) 易于组网，实现远距离分布式测量。
2 系统设计目标
光纤光栅测温系统必须满足：
实施探测开关柜触头温度
准确定位异常温度开关柜地址；
光纤光栅测温系统应能及时、准确的检测开关柜中A,B,C三相电缆头；A,B,C 三相静触头；开关柜内部环境实时温度，温度异常报警信号可通过光纤光栅测
温主机传送给仪表操作室现有的火灾控制器，实现报警并在消防值班室的工控
机显示，也可通过手机短信发送信息至相关人员手机。
3 系统设计范围
本系统设计包含针对本次系统的整体设计、设备供货、安装指导、调试开通、配合验收以及设备保修等服务。其中系统设备包含光纤光栅测温主机（AP-DTS800）、光纤光栅传感器（AP-DTS800A）、AP-PSTO绝缘增爬器及其他安装附件。
4 系统设计优点
1）绝缘耐压性强：
在电力系统尤其是高压和超高压系统中使用的设备，首先要满足绝缘耐压的要求，即不能降低原有设备的电压等级和安全特性，基于光纤光栅原理的AP-DTS800光纤光栅在线测温系统在监测现场为全光测量，并且采用加涂特氟龙高性能特种涂料的特殊光缆完全满足高压开关柜内的绝缘耐压要求。
2）C+L宽光源：
我公司DTS100光纤光栅传感分析仪采用C+L宽光源，输出光功率稳定性好，功率损耗低，使用寿命长；波长覆盖范围广1525nm-1610nm 。AP-DTS800光纤光栅传感分析仪每通道可连接最多40个光纤光栅温度传感器（采用普通光源的光纤光栅传感分析仪每通道最多连接25个光纤光栅温度传感器）。
3）防污闪：
在高压开关柜这样的有限空间内，如何保证光纤留有足够的爬电距离是该系统能否保证原有系统安全的一大关键。四川安普光控科技有限公司提供的AP-DTS800A光纤光栅温度传感器采用耐污性能优良的硅橡胶外套光纤进行信号传输，从而保证了系统的安全性。DTS800A光纤光栅温度传感器加装防闪络绝缘增爬器（绝缘子），彻底解决光纤测温系统中由于光纤的接入可能存在的闪络问题，保障整个光纤测温系统在最恶劣的环境中也可以安全运行
4）故障点准确定位：
传统的光纤测温方式定位精度低，而且为了定位需要将5米光纤盘成一个盘来安装，不仅安装复杂，而且测量周期很长，还有很多隐患。而光纤光栅测温系统由于采用了光纤光栅做测温敏感元件，所以可以通过光纤光栅温度传感器来准确定位，对过热相或温升异常相进行报警，不仅可以测温，同时还可以通过温度的监测间接判断小电流接地端，作为小电流接地监测的补充。
5）实时探测报警能力：
传统光纤测温方式，如测温点在40点到100点之间，则测温周期在几分钟到半小时之间。采用新型的光纤光栅测温系统，全部测点测温周期小于50毫秒，充分的保证报警的及时性，同时由于测温周期短，可以在报警系统中引入温升趋势报警，提高了报警的可靠性和前瞻性，提高电力设备的安全性。
6）系统稳定性高：
光纤光栅测温系统的整体结构简单，只有光纤光栅温度传感器和分析仪两大主要部分组成，因此无中间环节，而测量现场为全光测量，完全不受强电场和强磁场的干扰，保障了系统的稳定运行。
7）高可靠性：
光纤光栅测温系统与传统测温方式相比有无误报、无漏报的特点，这是由于光纤光栅只对温度敏感，因此无论是其他条件发生何种变化，都不会对光纤光栅测量的准确性发生影响，另外，光纤光栅的加工方式采用物理加工的方式，因此，一旦产品完成后，除非破坏不会产生零点漂移，所以光纤光栅测温系统不需要向传统的测温系统那样，定期进行零点标定，从而非常方便于维护。
5 系统设计规范
光纤光栅测温系统的设计符合下列规范：
GB 2423.1 《电工电子产品基本环境试验规程试验A（低温试验方法）》GB 2423.2 《电工电子产品基本环境试验规程试验B（高温试验方法）》GB 4208 《外壳防护等级的分类》
GB/T 5226.1 《工业机械电气设备第一部分：通用技术条件》
GB 5080.1 《设备可靠性试验总要求》
GB/T 11022-1999 《高压开关设备和控制设备标准的共用技术要求》
GB/T 17626-1998 《电磁兼容、试验和测量技术》
GB/T 17626.2 《静电放电抗扰度试验》
GB/T 17626.3 《射频电磁场辐射抗扰度试验》
GB/T 17626.4 《电快速瞬变脉冲群抗扰度试验》
GB/T 17626.5 《浪涌（冲击）抗扰度试验》
GB/T 17626.6 《射频场感应的传导骚扰抗扰度》
GB/T 17626.8 《工频磁场的抗扰度试验》
Q/CSG 1 0011-2005 220kV~500 kV 《变电站电气技术导则》
6 系统设备技术指标和性能6.1 光纤光栅测温主机
品牌：四川安普
型号：DTS800
●通道数：1-128
●测温精度：±0.5℃
●测温分辨率：0.1℃
●测温速率：20Hz
●传感器光纤最大传输距离：40km
●通信接口：10/100M自适应以太网
●报警接口：1)光电隔离继电器输出
2)手机短信报警模块
3）语音报警音频接口
●供电电源：AC：220V /50Hz
●工作环境温度：-10℃～+50℃
●机箱：标准19英寸工业机箱
6.2 光纤光栅传感器（DTS800A）
●测温范围：-55℃～200℃
●最大耐温能力：220℃
●温度分辨率：0.1℃
●精度：±0.5℃
●响应时间：<2S
●光缆最大传输距离：40km
6.3 AP-PSTO绝缘增爬器
气候潮湿地区，盐雾严重的沿海地区Array以及重工业集中、空气污染严重的区域，
开关柜的运行环境相对恶劣。开关柜在长
期运行过程中，由于水汽，尘埃，盐雾等
的积累，导致内部绝缘部件尤其是表面绝
缘强度大大降低，甚至发生闪络导致表面
击穿，从而引发事故的发生。AP-PSTO系列防闪络绝缘增爬器的应用，彻底解决光纤
测温系统中由于光纤的接入可能存在的闪络问题，保障整个光纤测温系统在最恶劣的
环境中也可以安全运行。
AP-PSTO绝缘增爬器可应用于220kV及以下电气系统。在工厂内与光纤感温传感器
以及传输光纤预装配为一个整体部分，不增加任何现场安装工序。AP-PSTO亦可以加
装在已经运行的光纤测温系统中，彻底解决原有测温系统可能存在的绝缘安全隐患。
7 传感器安装步骤
1. 清洁被测物体表面
将被测物体表面的灰尘、铁锈、污物等清理干净，如果有条件可以用酒精棉擦试被测物体表面，直到擦拭干净为止。
2. 盘纤
对于被测物体表面只能采用单端出光缆的测点位置，将传感器固定好，光缆按照图所示盘纤，盘纤直径不小于50mm ，盘完以后顺着开关柜用扎带分段捆扎。
3. 固定捆扎传感器
绝缘耐高温光缆
4. 传感器外形如图所示，将感温区涂上适量的导热绝缘胶，安放于被测物体表面。
安装示意图如图所示。
5. 光缆接续盒熔接保护
首先需要将主光缆的一端用开缆刀剥掉230mm 长的外层披覆，光缆盒的一端光缆剥掉120mm 长的外层披覆，其中凯氟拉的长度不小于30mm 。然后加热缩套管放进光纤熔接机进行熔接、热缩。将熔接好的光缆盘在光纤接续盒内固定结实。
被测物体
传感器
6. 接入主缆
搭接主揽示意图
8 传感器安装实例
传感器安装在10kv/35kv母排上，光缆要顺着自身母排的绝缘橡胶套走缆。距传感器安装10cm处要用定位吸盘固定紧，尽量避免光缆在柜内缠绕。盘圈的光缆要固定整齐，安装后要求传感器信号正常、安全无隐患。
传感器安装及走线规范图 1
传感器安装及走线规范图 2
传感器安装及走线规范图 3
传感器安装及走线规范图 4
分路器及盘纤的安装位置
通信光缆的布置
接续盒内的熔接整理规范
开关柜结构图
9 分析仪安装
安装前，检查设备使用说明书及有关文档（装箱单、装箱手册等)，针对使用要求对装箱单进行复核，确认所需部件己全部供齐。会同客户单位人员共同对设备进行开箱点验，办理移交手续。开箱时，对照装箱单以全部设备、零部件、附属材料及专用工具进行复核，清点，确认设备、零部件、规格、型号、数量与装箱文件和施工图纸或者合同相符，检查设备在运输过程中是否受到损伤，及时发现安装时可能发生的错误和损坏，各方有关负责人在产品接收单上签字、存档。
把分析仪、工控机安装在标准19英寸机柜上，接好短信报警模块、报警灯、用直通线把分析仪和工控机连接起来，把机柜的地脚螺钉锁紧，当心机柜倒塌。
在施工完毕后，把施工现场清理干净。
10 电力开关柜光纤在线测温系统软件功能
1. 火灾自动报警
自动对光纤光栅温度传感器所在区域进行实时温度监控，检测现场温度的异常波动，在火灾发生前及时报警。
2. 监测点定位
液晶显示屏以电子地图方式实时显示各电力设备及相应温度监测点的编号和当前温度值以及实际地理位置，方便管理人员操作和维护。
电子地图界面
3. 远程网络在线状态查询
各个监测点的温度和报警信息都保存到大容量储存器中，系统按照时间将数据分为历史信息、实时信息；
管理操作人员可以动态调整被监测点的实时状态监测时间间隔满足实际要求；
管理操作人员可在局域网上查看各监测点的历史温度变化曲线，为决策和维护提供数据支持；
温度曲线界面
详细温度显示界面
4. 报警设定
可对开关柜触头温度的过温报警触发条件进行设定，以适用不同季节气温条件下及不同负荷条件下电力开关柜实际运行温度的差异。系统出厂设定的缺省报警触发条件为：
温度超过75℃
温升速率超过8℃／min
超过区域内平均温度值15℃以上
5. 温度统计
可给出设备最高运行温度值及其发生时间、持续时间及对应监测点的位置编号和地理信息。
6. 系统联动
分析仪报警接口输出开关量可直接接入仪表操作室现有的火灾控制器，实现火灾报警并在消防值班室显示，也可通过手机短信发送信息至相关人员手机。
7. 线路自检及故障定位
具有自检功能，可对光纤传输线路的损耗及断点位置进行准确定位，方便系统调试、维护及线路检修。
11 系统联网图
-技术方案-
20
地址：成都市高新区天府大道北段 28号茂业中心B 座2108
12 设备及材料清单
分布式光纤测温系统
分布式光纤温度监测系统 型号：CTM 4000 德国技术 激光器15年免维护 产 品 样 本 （2006版） 国内主要用户：北京电力公司杭州电力公司厦门电业局 宁波电力公司连云港核电站 北京兴迪仪器有限责任公司
目录 1 应用领域 2 测量原理 2.1 拉曼散射 2.2 测量原理 3 系统组成 4 系统整体性能和特点 5 系统技术规范 5.1 系统主要技术参数 5.2 控制器 OTS 5.2.1 主机 5.2.2 电气参数 5.2.3 光的连接器 5.3 感温光缆 5.3.1 外敷设式光缆 5.3.2 内嵌式光缆 6 多路光纤转换开关（可选件） 7 中文操作软件 CHARON_02 增强版 8 系统网络(可选件) 9 计算机和打印机 10 安装附件 11 国内电力行业用户典型应用举例
分布式光纤温度监测系统 型号：CTM 4000 目前，在很多场合下，温度已成为非常关键的因素，许多物理特性的变化都直接反映在温度的升降上，因此对温度的监测的意义越来越大。随着光纤应用技术的发展，基于拉曼散射原理的分布式光纤测温系统是目前世界上最先进、最有效的连续分布式温度监测系统。 CTM4000型分布式光纤温度监测系统，由北京兴迪仪器有限责任公司引进德国先进核心技术成套生产，并提供整套系统的安装，调试和售后服务。已得到国内用户的广泛认可。截止到2005年底，已经应用在北京电力公司220kV电缆，回路长9.7公里，杭州电力局12 根220KV电缆，厦门电业局10/110/220kV电缆，宁波电力局220 kV电缆，连云港核电站220KV电缆的温度监测上。同时向厦门电业局提供电缆载流量计算软件，实时提供电缆的负荷率和载流量预测。 在中国的高速公路隧道，过江隧道，办公大楼防火等领域也有50多套正在使用中。在全世界范围内共有约2500套系统投入使用。 1 应用领域 1) 电力电缆温度监测 电力电缆的在线实时温度监测，具有重大现实意义: 运行状态监测，有效监测电缆在不同负载下 的发热状态，积累历史数据； 载流量分析，可以保证在不超过电缆的允许 运行温度的情况下，最大地发挥电缆的传输 能力，降低运行成本； 老化监测，发现电缆上的局部过热点。及时采取降温措施，延缓电缆老化速度； 实时故障监测，发现电缆运行过程中的外力破坏； 电缆沟内火情监测与报警；
光纤光栅测温
光纤光栅感温火灾探测系统 光纤光栅感温火灾探测系统是以光纤作为信号的 传输与传感媒体，利用布喇格光栅的温度敏感性和光 的反射原理，能够实时探测沿光纤光栅感温点的温度 变化情况，超限时能声光报警。该产品检测灵敏度高； 可进行分布测量，测量点可在５ｋｍ 范围内任意设置； 现场无电检测，本质安全防爆、抗电磁干扰、防雷击。 特别适合石油、天燃气管道、化工、冶金、电力、消 防、能源、仓储、军工、核工业等场所使用。 特点 l采用光栅进行信号检测、光纤进行信号传输，实现无电检测，本质安全防爆。 l使用先进的光纤光栅作为测量单元，技术先进，测量精度高。 l采用分布式测量方式，测量点多，方式灵活。 l使用成熟的光电元件，成本低，可靠性好。 l系统结构紧凑，安装简单，维护方便。 技术参数 １）类型：差定温、可复位功能型 ２）电源供电方式：ＤＣ２４Ｖ 由直流电源提供 ３）报警温度出厂设定：预警７０℃、报警９０℃（用户可修改） ４）测温范围：０℃～９５℃ ５）测量温度误差：±５℃ ６）响应时间：≤２０ｓ ７）远传距离： ≤１０ｋｍ
８）工作环境温度：－４０℃～７５℃ ９）相对湿度： ≤９０％ １０）最小弯曲半径：３００ｍｍ 光纤光栅感温火灾探测系统基本组成 光纤光栅感温火灾探测系统主要由光纤光栅感温火灾探测器和光纤光栅感温火灾探测信号处理器组成。 光纤光栅感温火灾探测器由感温传感器探头、连接光缆、光缆连接器、传输光缆等部分组成。 光纤光栅感温火灾探测信号处理器由调制解调器、信号转换处理电路和报警显示电路等部分组成。 图１ 为 光纤光栅感温火灾探测系统的结构示意图。 报警 图1 光纤光栅感温火灾探测系统结构示意图 1．感温传感器探头 2。连接光缆 3。光缆连接器 4。传输光缆 5．信号处理器 6。电缆4×1.5 7。报警控制器或系统计算机 安装方式 根据用户使用地点和使用要求不同，光纤光栅感温火灾探测系统可以采用不同的安装方式。图６为光纤光栅感温火灾探测系统在外浮顶罐上的安装示意图。
荧光光纤测温原理
1 概述 传统的温度测量技术在各个领域的应用已很成熟，如热电偶、热敏电阻、光学高温计、半导体以及其它领域的温度传感器。它们的敏感特性主要是以电子信号作为传感媒介，即利用温度对电子信号的调制作用。而在特殊工况和环境下，如在易爆、易燃、高电压、强电磁场、具有腐蚀性气体、液体，以及要求快速响应、非接触等环境下，光纤温度测量技术具有独到的优越性。由于光纤本身的电磁绝缘性以及固有的宽频带等优点，使得光纤温度传感器突破了电子温度传感器的限制。同时由于其工作原理是利用温度对光信号的调制作用，传感或传输方式多采用石英光纤，传输的幅值信号损耗低，可远距离传输，使传感器的光电器件脱离测温现场，避开了恶劣的环境。在辐射测温中，光纤代替了常规测温仪的空间传输光路，使尘雾、水汽等干扰因素对测量结果影响很小。光纤质量小、截面小、可弯曲传输，因此可测量不可见的工作空间的温度，便于特殊工况下的安装使用。光纤由于温度测量的机理与结构形式多种多样，基本上可分为两大类：一类是传光型，它利用某种传感元件把光的强度、波长等与温度有关的信息作为测量信号，由光纤将信号传递到探测器；另一类是传感型，它以光纤本身为传感元件，将光的相位、波长、强度等为测量信号。光纤温度传感器机理及特点如表1所示。 光纤传光型温度传感器通常使用电子式敏感器件，光纤仅为信号的传输通
道；传感型光纤温度传感器利用其本身具有的物理参数随温度变化的特性检测温度，光纤本身为敏感元件，其温度灵敏度较高，但由于光纤对温度以外的干扰如振动、应力等的敏感性，使其工作的稳定性和精度受到影响。其中荧光衰减型、热辐射型光纤温度传感器已达到应用水平。 其中，荧光光纤测温技术可以实现不同工作情况，尤其是电磁干扰下的温度测量。荧光是辐射的去活化过程。荧光材料原子受到某一波长的辐射而激发时，辐射去活化，发出辐射。荧光是发射光，它涉及吸取和再发射2个过程，每个过程都是瞬间的，但在2个过程之间存在一时间间隔，它依赖于荧光去活化过程。 荧光光纤温度传感器不仅限于表面温度的定向测量，其探头可以插入固体物质中、浸入液体中或导入设备中，到达特定区域。荧光测温与其它测温方法相比具有诸多优点，如实现温度的绝对测量，测温精度不受被测体表面发射率的影响，在中低温范围内有很高的灵敏度和测温精度等。 2 荧光光纤测温原理 当发光材料受到某种波长的入射光照射，吸收光能后从基态进入激发态，并且立即退激发并发出比入射光的波长长的出射光（通常波长在可见光波段），而且一旦移除入射光，发光现象也随之立即消失，即出射光消失，具有这种性质的出射光就被称之为荧光。 荧光产生机理 由普朗克定理可知，当发光材料接收到无论哪种形式的入射光能量时，发光材料中的电子将发生能级跃迁现象，而在能级跃迁的过程中伴随着波长为λ的出射光。 其中 21hc E E hν λ -==（1）
井下光纤测温系统
井下温度监测解决方案
1系统设计简析 1.1项目背景 井温是生产测井中必不可少的一个测量参数，几乎所有的组合测井仪都包括此项测量内容。准确的井温测量对于地质资料解释和油井监测等都具有十分重要的意义，尤其在稠油热采工艺中，井温的监测显得非常重要。目前常规的井温测量方法存在不足：温度传感器的热平衡时间长；传感器的移动会影响井下原始温度场的分布；无法在高温高压环境下对井下的温度场分布进行长期的监测。 光纤传感器作为传感器中一支新秀，已被国内外公认为最具有发展前途的高新技术产业之一。它具有灵敏度高、体积小、易于敷设、对被检测场无破坏与干扰、抗电磁干扰能力强、本质防爆、能够进行分布测量以及传感信息易于通过光纤传输与组网等特点，是对已有的传感技术的发展与补充，它所具有的某些独特性是不能用其它传感技术代替的，尤其适用于石油化工、电力等行业的恶劣环境中。而分布式光纤测温技术作为近年来发展起来的一种用于实时测量空间温度场分布的新技术，20世纪70年代起伴随着光导纤维及光纤通信技术的发展而迅速发展起来，我国从20世纪90年代后期首次利用分布式光纤监测技术测量温度以来，至今已有多个工程应用。 油田中很大一部分是稠油区块，主要采用蒸汽吞吐的开采方式，高温监测最高测试温度达350℃以上。由于仪器工作环境恶劣，使传统的仪器无法进行有效测量。分布式光纤温度监测系统，提供了几近完美的探测性能。光纤分布式温度监测系统相比其他探测手段，这一新兴的线型应变监测手段正逐渐为各个领域的用户广为接受，石化油井由于其易燃易爆、线性结构的特点就更为适用。 1.2系统目标 油田井下温度分布监测——分布式光纤温度监测系统必须保证： (1)油田井下温度的实时监测； (2)根据实际工程需要情况，沿油井垂直方向，实现全方位分布式监测；
光纤光栅温度传感器 报告
波长调制型光纤温度传感器《光纤传感测试技术》 课程作业报告 提交时间：2011年10月27 日
1 研究背景 （执笔人： ） 被测场或参量与敏感光纤相互作用，引起光纤中传输光的波长改变，进而通过测量光波长的变化来确定北侧参量的传感方法即为波长调制型光纤传感器。 光纤光栅传感器是一种典型的波长调制型光纤传感器。基于光纤光栅的传感过程是通过外界参量对布拉格中心波长B λ的调制来获取传感信息，其数学表达式为： 2B eff n λ=Λ 式中：eff n 为纤芯的有效折射率；Λ是光栅周期。 这是一种波长调制型光纤温度传感器，它具有一下明显优势： （1）抗干扰能力强。由于光纤传感器是利用光波传输信息，而光纤又是电绝缘、耐腐蚀的传输介质，因而不怕强电磁干扰，也不影响外界的电磁场，并且安全可靠。这使它在各种大型机电、石油化工、冶金高压、强电磁干扰、易燃、易爆、强腐蚀环境中能方便而有效地传感，具有很高的可靠性和稳定性。 （2）传感探头结构简单，体积小，重量轻，外形可变，适合埋入大型结构中测量结构内部的应力 、应变及结构损伤，稳定性、重复性好，适用于许多应用场合，尤其是智能材料和结构。 （3）测量结果具有良好的重复性。 （4）便于构成各种形式的光纤传感网络。 （5）可用于外界参量的绝对测量。 （6）光栅的写入技术已经较为成熟，便于形成规模生产。 （7）轻巧柔软，可以在一根光纤中写入多个光栅，构成传感阵列，与波分复用和时分复用系统相结合，实现分布式传感。 由于以上优点，光纤光栅传感器在大型土木工程结构、航空航天等领域的健康检测以及能源化工等领域得到了广泛的应用。但是它也存在一些不足之处。因为光纤光栅传感的关键技术在于对波长漂移的检测，而目前对波长漂移的检测需要用较复杂的技术和较昂贵的仪器或光纤器件，需大功率的宽带光源或可调谐光源，其检测的分辨率和动态范围也受到一定的限制等。 光纤布拉格光栅无疑是一种优秀的光纤传感器，尤其在测量应力和应变的场合，具有其它一些传感器无法比拟的优点，被认为是智能结构中最有希望集成在材料内部，作为检测材
光纤测温和感温电缆的比较
分布式光纤火灾报警系统与感温电缆的比较 一、先进性 1，二十一世纪是光子世纪，光技术和产业澎湃发展，光传感技术是传统电子传感技术的替代技术，为近十年来发展最快的应用技术之一。 2，光纤传感技术是事故预防和监测的重要技术手段，其技术性能与传统感温电缆类传感产品相比有无可比拟的优势，在全球范围的各个行业内已经全面应用，随着对技术优势的进一步认识，将会全面取代传统的电子类传感系统。 二、技术比较 分布式光纤火灾报警系统感温电缆系统 产品类型真正意义上的线性监测系统，可以监测到光缆沿线每点温度的实时状况。只能报出整个区域的状况，无法定点、定温，不利于及时防治。 报警方式具有预、报警功能，支持定温、差温、温升、平 均温度等报警方式，可以对灵活设置每点的报警 方式和报警值。 只支持设定的定温值和差温值报警，即 火灾形成后才能够报警，没有温度显示 功能。 事故判断在火灾发生时，不但具有传统报警设备的功能- 区域报警，还可以对报警点进行定位和定温，另 外，通过实时的温度显示，还可以准确的判断火 灾事故的发展趋势，为灭火提供数据依据。 只具有区域报警的功能，无法定点、定 温。无法预警，也无法判断火灾事故的 发展趋势，不能够为救援提供准确信 息。 安全可靠性不受电磁干扰，不受任何环境的影响，本征安全， 适用于特殊危险场合，定、差温报警结合，绝对 无误报。 因其绝缘皮老化和电磁的干扰等诸多 因素的缘故，极易产生误报；并因其带 电，故不适用于特殊危险场合。 安装采用抗拉伸、抗冲击、外径小、柔韧的光缆，直 线悬吊安装，极为方便，不需要与电缆紧贴敷设， 不影响电缆的安装和今后的改装。 较易损坏的线缆必须与电缆以正弦波 方式紧贴敷设，相互影响，安装难度大， 同时影响今后电缆的改装。 使用及维护长距离监测，一根光缆即可完成探测和信号传输，所有设置在终端完成，整个系统简单可靠，终身免维护。
10KV开关柜光纤光栅测温系统技术方案要点
10KV开关柜光纤光栅测温系统技术方案要点 遂宁市220KV双堰变电站开关柜光纤光栅测温系统技术方案1概述电力设备在正常工作时都会产生发热现象。线路、设备等的连接处由于环境影响，加工工艺等原因使连接部分压接不紧、压力不够、触头间的接触部分发生变化等引起接触电阻变大，发热现象会更加明显。长期如此会加速电力设备线路等的老化，引起电力设备的绝缘性能下降，严重的还能触发电弧短路，降低设备使用寿命，引起重大的电力事故。尤其是隔离开关活动的动、静触头部分、主变引线、电缆头发热现象比较突出，故障率高，每年均有此类问题发生。目前监视方法仍靠工作人员定期完成的，费时费力，工作效率极低，而且不能及时发现潜藏的隐患，有些电力设备的焊点与接头位于不便触及的里端，这又给检测人员带来了极大的不便。 光纤光栅传感技术是近年来发展起来的一门崭新的技术，是伴随着光导纤维及光纤通信技术发展而派生的全新概念的传感技术。光纤光栅传感器通过辨析光波长来检测、度量外界物理量的变化。作为传感器家族新成员，光纤光栅传感器具有以下明显的优点： 1)抗电磁干扰、电绝缘、耐腐蚀、安全性好——对电绝缘，适合高电压场所； 2)灵敏度高，温度精度高，寿命长，综合性能全面优于现有监测手段； 3)重量轻、体积小、可挠曲，适用于狭小空间； 4)测量对象广泛，对被测介质影响小； 5)易于组网，实现远距离分布式测量。 2系统设计目标光纤光栅测温系统必须满足： ?实施探测开关柜触头温度?准确定位异常温度开关柜地址； ?光纤光栅测温系统应能及时、准确的检测开关柜中A,B,C三相电缆头； A,B,C三相静触头； 开关柜内部环境实时温度，温度异常报警信号可通过光纤光栅测温主机传送给仪表操作室现有的火灾控制器，实现报警并在消防值班室的工控机显示，也可通过手机短信发送信息至相关人员手机。 3系统设计范围本系统设计包含针对本次系统的整体设计、设备供货、安装指导、调试开通、配合验收以及设备保修等服务。其中系统设备包含光纤光栅测温主机（AP-DTS800）、光纤光栅传感器（AP-DTS800A）、AP-PSTO绝缘增爬器及其他安装附件。 4系统设计优点1）绝缘耐压性强： 在电力系统尤其是高压和超高压系统中使用的设备，首先要满足绝缘耐压的要求，即不能降低原有设备的电压等级和安全特性，基于光纤光栅原理的AP-DTS800光纤光栅在线测温系统在监测现场为全光测量，并且采用加涂特氟龙高性能特种涂料的特殊光缆完全满足高压开关柜内的绝缘耐压要求。 2）C+L宽光源： 我公司DTS100光纤光栅传感分析仪采用C+L宽光源，输出光功率稳定性好，
光纤测温系统说明
光纤测温系统原理光纤测温系统构成 图4 光纤测温系统构成 光纤测温系统设计说明：采用点式测温，由于解调体积较小，可每台**每组件近安装一个温度解调仪，测温主机安装在控制室，多路感温光纤分别对监控区域进行温度监测，通过RJ45上传实时温度数据，报警时通过继电器输出报警信息给上位机，实现报警联动。
系统特点 ?不降低电气设备的安全等级：测温式电气火灾监控探测器体积小，直径，没有任何金属材质、电子元器件，绝缘性好，20cm耐10万伏电压。 ?最准确的预报技术：不受电磁场干扰的监测方式，≤10S的响应时间充分将火灾隐患消灭在萌芽阶段。 ?全年、全天侯安全守护：至少25年，每年365天，全天候24小时实时监测和分析。 ?高性价比：初期造价经济合理，后期运行免维护。 ?减少了监测盲区、提高了设备安全性：定位精度1mm。 ?节省成本：直接安装于温升部位，实时记录、显示监测点数据，实现无人值守监测站目标。 ?建立了维修依据：全面掌握设备运行情况，可以预测、预知设备老化，从而根据设备运营状况提出检修时间、检修计划。 ?智能判断性：能够对被测对象的正常温度、异常温度、火灾进行快速的判断和分析。 ?参数设置的方便性：可设置多级的预报警、报警阀值；报警方式有声、光、不同颜色的图形界面、继电器输出等形式。可在任何时间准确显示任何一点监测的温度，在事故发生前早期预警。 ?网络性：该系统具有开放式、网络化、单元化及组态方便等优点，以实现信息化的管理。?兼容性：系统可以通过RS232/RS485、RJ45、内置继电器等输出形式与消防报警系统，提供信号进行声、光报警，信号输出准确、完整。 ?安全性：具有多级权限设置功能，授权管理，确保系统的安全。 ?数据管理性：能够对不同类型的数据进行统计、保存、查询、打印、复制。数据类型有：
光纤测温系统技术方案
EN.SURE分布式光纤温度系统方案
保证当今世界电力的可靠供给 防止电力中断的预防措施 随着对电力的需求不断增加，对于电力公司和电网的挑战也越来越大。电力供给行业继续迅速自由化发展，致使了国内和国际网络的重组。过去几年中发生的事件，包括主要区域大规模的停电和短路，以及替代能源不断被应用于现存的网络中，表明了现在的结构需要作出改善。同时，对开支能否降至最低的压力也越来越大。 温度监测是地下能源传输分配系统优化的关键因素。导体的温度取决于负载，但其余诸如土壤热阻力，电力线路的排布，相邻的电缆和其他来源扩散到导体周围的热量等因素也会对系统表现产生重要影响。 即使现今，要预测电缆沿线的温度分布是几乎不可能的，所以系统的最大载流量通常妥协于操作条件和风险最小化。 安装工业分布式温度测量系统（DTS）来测量电缆沿线的实时温度是传输分配系统监测的第一步。LIOS技术有限公司提供的集成动态电缆分级（DCR）或者也可称为实时热额定值（RTTR）解决方案不仅仅能够持续监测高压电缆沿线的实时温度，而且能帮助电网在安全的前提下达到最大能力。此外，它也使得电网运营商能在原定运作条件发生重大改变时预测传输系统的动向。
[测量原理] 光纤测温系统由激光二极管发出的连续波照射光纤内的玻璃芯。当光波沿着光纤玻璃芯下移时，会产生多种类型的辐射散射。如瑞利(Rayleigh)散射、布里渊(Brillouin)散射和拉曼(Raman)散射等。其中拉曼散射是对温度最为敏感的一种。光纤中光传输的每一点都会产生拉曼散射，并且产生的拉曼散射光是均匀分布在整个空间角内的。 拉曼散射是由于光纤分子的热振动和光子相互作用发生能量交换而产生的，具体地说，如果一部分光能转换成为热振动，那么将发出一个比光源波长更长的光，称为斯托克斯光（Stokes光），如果一部分热振动转换成为光能，那么将发出一个比光源波长更短的光，称为反斯托克斯光（Anti-Stokes光）。其中Stokes光强度受温度的影响很小，可忽略不计，而Anti-Stokes光的强度随温度的变化而变化。Anti-Stokes光与Stokes光的强度之比提供了一个关于温度的函数关系式。光在光纤中传输时一部分拉曼散射光（背向拉曼散射光）沿光纤原路返回，被光纤探测单元接收。DTS通过测量背向拉曼散射光中Anti-Stokes光与Stokes光的强度比值的变化实现对外部温度变化的监测。在频域中，利用OFDR技术，根据光在光纤中的传输速率和入射光与后向拉曼散射光之间的强度差，可以对不同的温度点进行定位，这样就可以得到整根光纤沿线上的温度并精确定位。 其工作原理如下图所示： [技术优势] LIOS技术有限公司提供的监测系统能通过以下措施保证用户在事故前定位热点，动态分析电力负荷以及保证可靠的电力供应： 1）热点的精确定位
光纤测温
光纤测温 １．概述 光导纤维是一种利用光完全内反射原理而传输光的器件。一般光导纤维用 石英玻璃制成，通常有三层：最里面直径仅有几十微米的细芯称芯子，其折射率 为ｎ；外面有一层外径为１０ ００～２０ ００μｍ的包层，其折射率为ｎ２，通常ｎ略小于 ｎ１；芯子和包层一起叫做心线；心线外面为保护层，其折射率为ｎ３，ｎ３≥ｎ２。这种结构可保证按一定角度入射的光线在芯子和包层的界面发生全反射， 使光线只集中在芯子内向前传输。与温度测量有关的光导纤维的特征参数主要 是数值孔径ＮＡ，其表达式为 ＮＡ＝ｎ０ｓｉｎθ０＝ｎ２１－ｎ２２（６－３２） 式中，ｎ０为空气折射率，其值为１；ｎ１为芯子材料的折射率；ｎ２ 为包层材料的折 射率；θ为临界入射角（指保证入射光在芯子和包层界面间发生全反射，从而集 中在芯子内部向前传输的最大入射角）。 ＮＡ大，表示可以在较大入射角范围内输入并获得全反射光；它与心线直径 无关，仅与它们材料的折射率有关。一般光学玻璃组成的光纤，其ＮＡ约为０．４；而石英玻璃组成的光纤，其ＮＡ约为０．２５。 ２．光纤温度传感器 光纤温度传感器是采用光纤作为敏感元件或能量传输介质而构成的新型测 温传感器，它有接触式和非接触式等多种型式。 光纤传感器由光源激励、光源、光纤（含敏感元件）、光检测器、光电转换及处 理系统和各种连接件等部分构成。光纤传感器可分为功能型和非功能型两种型 式，功能型传感器是利用光纤的各种特性，由光纤本身感受被测量的变化，光纤 既是传输介质，又是敏感元件；非功能型传感器又称传光型，由其他敏感元件感 受被测量的变化，光纤仅作为光信号的传输介质。 （１）功能型光纤温度传感器 功能型光纤温度传感器是由光纤本身感受被测目标物体的温度变化，并引 起传输光的相应变化，然后据此确定被测目标物体的温度高低与发生变化的位 置。这类传感器目前仍处于研究阶段，下面介绍其中两种功能型光纤温度传感 器。 ①黑体辐射型 这种温度传感器与辐射光纤传感器很相似，其工作原理是基于光纤芯线受 热产生黑体辐射现象来测量被测物体内热点的温度。此时，光纤本身成为一个 待测温度的黑体腔，它与辐射温度计的区别在于辐射不是固定在头部，而是光纤 整体。在光纤长度方向上的任何一段，因受热而产生的辐射都在端部收集起来， 并用来确定高温段的位置与温度。因此，它属于接触式温度传感器范畴。这种 传感器是靠被测物体加热光纤，使其热点产生热辐射，所以，它不需要任何外加 敏感元件，可以测量物体内部任何位置的温度。而且，传感器对光纤要求较低， 只要能承受被测温度就可以。 光纤温度传感器的热辐射能量取决于光纤温度、发射率与光谱范围。当一 定长度的光纤受热时，光纤的所有部分都将产生热辐射，但光纤各部分的温度可 能相差很大，所辐射的光谱成分也不同。由于热辐射随物体温度增加而显著增 加，所以，在光纤终端探测到的光谱成分将主要取决于光纤上最高温度，即光纤 中的热点，而与其长度无关。
分布式光纤测温系统
分布式光纤测温系统 一、兴安矿现状 兴安矿井煤系地层厚1120米，有煤层41个，其中可采和局部可采煤层23个，煤层总厚度为75.99米，2006年10月26日黑龙江省煤田地质研究所对兴安矿煤层自然倾向性分类和自然发火期核定说明：11、12、17-1、17-2、18、21、22、27、30号层9个煤层属容易自然发火煤层。 各煤层自然发火期：11 号层自然发火期：4个月；17-1号层、17-2号层自然发火期： 8个月；18号层自然发火期：6个月；21号层自然发火期： 10 个月、12、27、30号煤层自然发火期12个月属自然发火煤层， 23、24、28、33等煤层自然发火期12 个月以上，属不易自然发火煤层。 由于煤层自燃发火期短，在对煤层自然发火潜伏期温度的变化进行观测时发现现有的观测技术落后。 二、强化温度观测技术 兴安矿煤层自燃发火的预测预报工作主要以人工观测采空区后部钻孔为主，这种方法在技术上限制了观测的连续性和准确性，为改变现有的观测技术，兴安矿引进了山东微感光电子有限公司研发的分布式光纤测温监测预报系统。 三、分布式光纤测温监测预报系统原理及系统软硬件设备 1、原理 分布式光纤测温监测预报系统采用分布式光纤测温技术，该技术
为拉曼散射和光时域反射技术，可以实现温度和距离的测定。 拉曼散射是依据光在光纤中传播过程中，产生后向拉曼散射光谱的温度效应。当入射的光量子与光纤物质分子产生碰撞时，产生弹性碰撞和非弹性碰撞。弹性碰撞时，光量子和物质分子之间没有能量交换，光量子的频率不发生任何改变，表现为瑞利散射光保持与入射光相同的波长；在非弹性碰撞时，发生能量交换，光量子可以释放或吸收声子，表现为产生一个波长较长的斯托克斯光和一个波长较短的反斯托克斯光。由于反斯托克斯光受温度影响比较敏感，系统采用以斯托克斯光通道作为参考通道，反斯托克斯光通道作为信号通道，有两者的比值可以消除光源信号波动、光纤弯曲等非温度因素，实现对温度信息的采集，光纤测温的原理是依据后向拉曼（Raman ）散射效应。 图3-1 激光散射光谱分析 光时域反射技术（即OTDR 原理）是对空间分布的温度实现空间测量的理论基础。激光脉冲在光纤中传输时，在时域里，入射光经过背向散射返回到光纤入射端所需时间为t ，激光脉冲在光纤中所走过的路程为2L ，有： 2L V t =? (3-1) C V n = (3-2)
光纤测温系统说明
光纤测温系统原理 光纤测温系统构成 图4 光纤测温系统构成 光纤测温系统设计说明：采用点式测温，由于解调体积较小，可每台**每组件近安装一个温度解调仪，测温主机安装在控制室，多路感温光纤分别对监控区域进行温度监测，通过RJ45上传实时温度数据，报警时通过继电器输出报警信息给上位机，实现报警联动。
系统特点 不降低电气设备的安全等级：测温式电气火灾监控探测器体积小，直径，没有任何金属材质、电子元器件，绝缘性好，20cm耐10万伏电压。 最准确的预报技术：不受电磁场干扰的监测方式，≤10S的响应时间充分将火灾隐患消灭在萌芽阶段。 全年、全天侯安全守护：至少25年，每年365天，全天候24小时实时监测和分析。 高性价比：初期造价经济合理，后期运行免维护。 减少了监测盲区、提高了设备安全性：定位精度1mm。 节省成本：直接安装于温升部位，实时记录、显示监测点数据，实现无人值守监测站目标。 建立了维修依据：全面掌握设备运行情况，可以预测、预知设备老化，从而根据设备运营状况提出检修时间、检修计划。 智能判断性：能够对被测对象的正常温度、异常温度、火灾进行快速的判断和分析。 参数设置的方便性：可设置多级的预报警、报警阀值；报警方式有声、光、不同颜色的图形界面、继电器输出等形式。可在任何时间准确显示任何一点监测的温度，在事故发生前早期预警。 网络性：该系统具有开放式、网络化、单元化及组态方便等优点，以实现信息化的管理。 兼容性：系统可以通过RS232/RS485、RJ45、内置继电器等输出形式与消防报警系统，提供信号进行声、光报警，信号输出准确、完整。
安全性：具有多级权限设置功能，授权管理，确保系统的安全。 数据管理性：能够对不同类型的数据进行统计、保存、查询、打印、复制。数据类型有：一级预报警数据；二级预报警数据，事故报警数据，异常数据，正常数据，日/月/年平均数据，火情分析数据等。 远程服务性：系统具有远程诊断、远程软件升级和远程维护接口功能。当用户使用环境具有拨号上网或其他网络、通信条件时，可对系统进行远程操作和维护。 1光纤测温系统功能指标 1.1光纤测温性能指标 主机内置工控机，系统能够显示感温光纤监测的实时温度数据和火灾报警信息、故障信息等。RJ45接口与电力监控系统交换机相连，上传光纤测温系统的所有信息至电力监控系统，由电力监控系统完成控制、监测和管理等功能；配置以太网接口可供便携机进行系统参数设置、编程、测试、维护等操作；通过FC/APC接口与感温光纤相连；通过继电器接点（或通信接口）与FAS监控主机连接。实时检测区域内的温度与火灾情况，如发生火灾并输出报警、指示信号。 负载能力挂接多台光纤温度解调仪 (可以级联) 测温精度±℃ 温度分辨率℃ 测温范围-40℃～150℃ 通道数3,6,9,12(可定制) 探头尺寸直径 探头使用寿命大于25年
光纤测温系统说明
光纤测温系统说明 Document serial number【UU89WT-UU98YT-UU8CB-UUUT-UUT108】
光纤测温系统原理光纤测温系统构成 图4 光纤测温系统构成 光纤测温系统设计说明：采用点式测温，由于解调体积较小，可每台**每组件近安装一个温度解调仪，测温主机安装在控制室，多路感温光纤分别对监控区域进行温度监测，通过RJ45上传实时温度数据，报警时通过继电器输出报警信息给上位机，实现报警联动。 系统特点 不降低电气设备的安全等级：测温式电气火灾监控探测器体积小，直径，没有任何金属材质、电子元器件，绝缘性好，20cm耐10万伏电压。 最准确的预报技术：不受电磁场干扰的监测方式，≤10S的响应时间
充分将火灾隐患消灭在萌芽阶段。 全年、全天侯安全守护：至少25年，每年365天，全天候24小时实时监测和分析。 高性价比：初期造价经济合理，后期运行免维护。 减少了监测盲区、提高了设备安全性：定位精度1mm。 节省成本：直接安装于温升部位，实时记录、显示监测点数据，实现无人值守监测站目标。 建立了维修依据：全面掌握设备运行情况，可以预测、预知设备老化，从而根据设备运营状况提出检修时间、检修计划。 智能判断性：能够对被测对象的正常温度、异常温度、火灾进行快速的判断和分析。 参数设置的方便性：可设置多级的预报警、报警阀值；报警方式有声、光、不同颜色的图形界面、继电器输出等形式。可在任何时间准确显示任何一点监测的温度，在事故发生前早期预警。 网络性：该系统具有开放式、网络化、单元化及组态方便等优点，以实现信息化的管理。 兼容性：系统可以通过RS232/RS485、RJ45、内置继电器等输出形式与消防报警系统，提供信号进行声、光报警，信号输出准确、完整。安全性：具有多级权限设置功能，授权管理，确保系统的安全。
10KV开关柜光纤光栅测温系统技术方案
遂宁市220KV双堰变电站开关柜光纤光栅测温系统 技术方案 四川安普光控科技有限公司 二〇一三年十二月
1 概述 电力设备在正常工作时都会产生发热现象。线路、设备等的连接处由于环境影响，加工工艺等原因使连接部分压接不紧、压力不够、触头间的接触部分发生变化等引起接触电阻变大，发热现象会更加明显。长期如此会加速电力设备线路等的老化，引起电力设备的绝缘性能下降，严重的还能触发电弧短路，降低设备使用寿命，引起重大的电力事故。尤其是隔离开关活动的动、静触头部分、主变引线、电缆头发热现象比较突出，故障率高，每年均有此类问题发生。目前监视方法仍靠工作人员定期完成的，费时费力，工作效率极低，而且不能及时发现潜藏的隐患，有些电力设备的焊点与接头位于不便触及的里端，这又给检测人员带来了极大的不便。 光纤光栅传感技术是近年来发展起来的一门崭新的技术，是伴随着光导纤维及光纤通信技术发展而派生的全新概念的传感技术。光纤光栅传感器通过辨析光波长来检测、度量外界物理量的变化。作为传感器家族新成员，光纤光栅传感器具有以下明显的优点： 1) 抗电磁干扰、电绝缘、耐腐蚀、安全性好——对电绝缘，适合高电压场所； 2) 灵敏度高，温度精度高，寿命长，综合性能全面优于现有监测手段； 3) 重量轻、体积小、可挠曲，适用于狭小空间； 4) 测量对象广泛，对被测介质影响小； 5) 易于组网，实现远距离分布式测量。 2 系统设计目标 光纤光栅测温系统必须满足： 实施探测开关柜触头温度 准确定位异常温度开关柜地址； 光纤光栅测温系统应能及时、准确的检测开关柜中A,B,C三相电缆头；A,B,C 三相静触头；开关柜内部环境实时温度，温度异常报警信号可通过光纤光栅测 温主机传送给仪表操作室现有的火灾控制器，实现报警并在消防值班室的工控 机显示，也可通过手机短信发送信息至相关人员手机。
光纤温度传感器
光纤温度传感器 电子092班 张洪亮 2009131041
光纤温度传感器 摘要 本文从光纤和光纤传感器以及光纤温度传感器的发展历程开始详细分析国内外 主要光纤温度测温方法的原理及特点，比较了不同方法的温度测量范围和性能指标以及各自的优缺点。通过研究发现了当前的光纤温度传感器的种类和特点，详细介绍了光纤温度传感器的原理，种类和各自的特点和优缺点。可以根据这些传感器各自特点将各种传感器应用到不同的领域，本文也简要分析了各种光纤温度传感器的运用范围和领域。本文还通过图文并茂的方式比较详细地分析了介绍了空调器的基本结构，工作电气原理和基本的热力学过程。本文对毕业设计主要内容和拟采用的研究方案也做出了详细地介绍分析。 关键词：光纤传感器，光纤温度传感器，运用领域，空调器，空调器原理 1 引言： 光纤温度传感器是一种新型的温度传感器．它具有抗电磁干扰、耐高压、耐腐蚀、防爆防燃、体积小、重量轻等优点，其中几种主要的光纤温度传感器：分布式光纤温度传感器、光纤光栅温度传感器、干涉型光纤温度传感器、光纤荧光温度传感器和基于弯曲损耗的光纤温度传感器更有着自己独特的优点。与传统的传感器相比具有一下优点:灵敏度高;是无源器件，对被测对象不产生影响;光纤耐高压，耐腐蚀，在易燃、易爆环境下安全可靠;频带宽，动态范围大;几何形状具有多方面的适应性;可以与光纤遥测技术相配合，实现远距离测量和控制;体积小，重量轻等。它将在航空航天、远程控制、化学、生物化学、医疗、安全保险、电力工业等特殊环境下测温有着广阔的应用前景。在本论文中将详细分析当前光纤温度传感器的主要种类和各自的原理，特点和应用范围。70 年代中期，人们开始意识到光纤不仅具有传光特性，且其本身就可以构成一种新的直接交换信息的基础，无需任何中间级就能把待测的量与光纤内的导光联系起来。1977 年，美国海军研究所开始执行光纤传感器系统计划，这被认为是光纤传感器问世的日子。从这以后，光纤传感器在全世界的许多实验室里出现。从70 年代中期到 80 年代中期近十年的时间，光纤传感器己达近百种，它在国防军事部门、科研部门以及制造工业、能源工业、医学、化学和日常消费部门都得到实际应用。从目前的情况看，己有一些形成产品投入市场，但大量的是处在实验室研究阶段。光纤传感器与传统的传感器相比具有一下优点:灵敏度高; 是无源器件，对被测对象不产生影响;光纤耐高压，耐腐蚀，在易燃、易爆环境下安全可靠;频带宽，动态范围大;几何形状具有多方面的适应性;可以与光纤遥测技术相配合，实现远距离测量和控制;体积小，重量轻等。目前，世界各国都对光纤传感器展开了广泛，深入的研究，几个研究工作开展早的国家情况如下:美国对光纤传感器研究共有六个方面:这些项目分别是: 光纤传感系统;现代数字光 纤控制系统;光纤陀螺;核辐射监控;飞机发动机监控; 民用研究计划。以上计划仅在 1983 年就投资 12-14 亿美元。美国从事光纤传感器研究的有美国海军研究所、美国宇航局、西屋电器公司、斯坦福大学等 28 个主要单位。美国光纤
分布式光纤测温系统原理
分布式光纤测温系统原理 分布式光纤测温系统依据后向散射原理可以分为三种：基于瑞利散射、基于拉曼散射和基于布里渊散射。目前发展比较成熟，且有产品应用于工程的是基于拉曼散射的分布式光纤测温系统。它的传感原理主要依据的是光纤的光时域反射(OTDR)原理和光纤的后向拉曼散射温度效应。 分布式光纤测温 一、引言 随着我国经济的发展，电力系统正在朝着超高压、大电网、大容量、自动化的方向发展，一旦发生事故便会对国民经济造成巨大损失。如何对正在运行的电力设备进行在线监测并进行安全预测和温度变化趋势分析?如何通过实时数据对设备质量、运行环境、运行方式、设备老化、负荷不平衡等进行科学分析?这些都是电力系统中迫切需要解决的问题。传统的红外测温仪、红外成像仪、感温电缆、热电阻 式测温系统等只能对电力系统的局部位置进行测温，无法为安全、经济运行、高效检修提供科学依据。而分布式光纤测温系统能够实现多点、在线的分布式测量，实现了运行设备的实时在线监测，有效地解决了长期以来现场出现的高温、燃烧、爆炸、火灾等事故应急不备的问题。在电力系统中，这种光纤测温技术在高压电力电缆、电气设备因接触不良引起的发热部位、电缆夹层、电缆通道、大型发电机定子、大型变压器、锅炉等设施的温度定点传感场合具有广泛的应用前景。 二、分布式光纤测温的基本原理 1. 分布式光纤测温系统依据后向散射原理可以分为三种：基于瑞利散射、基于拉曼散射和基于布 里渊散射。目前发展比较成熟，且有产品应用于工程的是基于拉曼散射的分布式光纤测温系统。它的传感原理主要依据的是光纤的光时域反射(OTDR)原理和光纤的后向拉曼散射温度效应。 (一)光时域反射(OTDR)原理 当激光脉冲在光纤中传输时，由于光纤中存在折射率的微观不均匀性，会产生散射。在时域里，入射光经后向散射返回到光纤入射端所需时间为t，激光脉冲在光纤中所走过的路程为2L，其中v为光在光纤中的传播速度、C为真空中的光速，n为光纤折射率。在测得时刻t时，就可求得距光源L处的距离。 (二)光纤的后向拉曼散射温度效应 当一个激光脉冲从光纤的一端射入光纤时，这个光脉冲会沿着光纤向前传播。由于光脉冲与光纤内部分子发生弹性碰撞和非弹性碰撞，故光脉冲在传播中的每一点都会产生反射，反射中有一小部分的反射光，其方向正好与入射光的方向相反(亦可称为后向)。这种后向反射光的强度与光线中的反射点的温度有一定的相关关系。反射点的温度(该点光纤所处的环境温度)越高，反射光的强度也越大。利用这个现象，若能测出后向反射光的强度，就可以计算出反射点的温度，这就是利用光纤测量温度的基本原理。 如用公式来表达：当激光脉冲在光纤中传播时与光纤分子相互作用，会发生瑞利散射、布里渊散射、拉曼散射，其中拉曼散射是由于光纤分子的热振动和光子相互作用发生能量交换而产生的。如果一部分光能转换成热振动，那么将发出一个比光源波长长的光，称为斯托克斯光;如果一部分热振动转换为光能，
分布式光纤测温系统技术规范(技术规范专用部分)
XXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXX XXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXX XXXXXXXXXXXXXXXXX分布式光纤测温系 统技术规范 招标文件 （技术规范专用部分） XXXXX有限公司 2016年02月·XXXXX
1.适用范围 本技术规范专用部分规定了XXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXX管理范围内新购置光纤分布式测温系统的技术规范和技术要求，本技术规范专用部分中标明的参数数值是作为特殊强调的条款，其它未标明的均应执行IEC、GB及有关行业标准的最新版本中相关条款的最高要求。 2.总则概述 ⑴.本技术规范专用部分适用于XXXXXXXXXXXXXXXXX光纤分布式测温系统。 ⑵.在本招标专用技术规范中，凡出现“应”的条款，属于强制性条款，在正常情况下均应按此执行；凡出现“宜”的条款，属于推荐性条款，在条件许可时首先应按此执行；凡出现“可”的条款，属于选择性条款，在一定条件下可以按此执行。 ⑶.本招标专用技术规范书中标注为“★”部分条款均属于强制性条款，如不满足其投标作废标处理；标注为“▲”部分条款作为详评阶段的加分项，不作为废标条件，详见招标文件评标办法章节相关描述。 ⑷.技术参数表格内标注“▲”部分为此次招标项目的关键性技术参数指标，作为详评阶段的加分项，不作为废标条件，投标人所响应填写的“投标人保证值”列内容，应在投标文件中提供由中国合格评定国家认可委员会(CNAS)认可的第三方权威检测机构(检测实验室)出具的有效的电磁兼容型式检验报告(或试验报告或鉴定报告)及有效的型式检验报告(或试验报告或鉴定报告)作为佐证验证其填写内容真实性，详见评标办法章节相关描述。 ⑸.投标人应按照本技术规范专用部分的要求提供应标文件，中标方按照本技术规范专用部分的要求提供技术协议书。 ⑹.投标人对本技术规范专用部分的每一条款应逐条做出明确的答复并写出具体技术数据和指标，否则视该条回答无效。 ⑺.投标人应保证：今后在本次工程所提供的系统、设备平台上进行升级、扩容时，不中断已有开放业务，能够平滑升级；扩容、升级后的传输通道具有与本次工程终验时同等的传输质量性能。 ⑻.投标人提供的设备应是标准的，技术上是先进和成熟的，元器件、材料是崭新的，软件版本是最新的。投标人应保证系统的整体性能指标和所供系统的完整性，保证本技术规范专用部分所要求的各项功能业务的开通，如果存在缺陷，所发生的费用由投标人承担。
详细剖析光纤温度传感器的工作原理和应用场景
详细剖析光纤温度传感器的工作原理和应用场景 温度是度量物体冷热程度的物理量，许多物理现象和化学过程都是在一定温度下进行，人们的日常生活也和温度密切相关。随着科学技术的迅猛发展，对温度的测量也提出了更多更高的要求。以电信号为工作基础的传统的光纤温度传感器特点光纤测温传感器测量温度的方法光纤传感器的基本原理几种光纤温度传感器的原理基于布里渊散射的分布式光纤传感技术基于布里渊光频域分析（BOFDA）技术的分布式光纤传感器光纤温度传感器的应用 光纤温度传感自问世以来, 主要应用于电力系统、建筑、化工、航空航天、医疗以至海洋开发等领域,并已取得了大量可靠的应用实绩。 1、光纤温度传感器在电力系统有着重要的应用，电力电缆的表面温度及电缆密集区域的温度监测监控; 高压配电装置内易发热部位的监测; 发电厂、变电站的环境温度检测及火灾报警系统; 各种大、中型发电机、变压器、电动机的温度分布测量、热动保护以及故障诊断; 火力发电厂的加热系统、蒸汽管道、输油管道的温度和故障点检测; 地热电站和户内封闭式变电站的设备温度监测等等。 2、光纤温度传感特别是光纤光栅温度传感器很容易埋入材料中对其内部的温度进行高分辨率和大范围地测量, 因而被广泛的应用于建筑、桥梁上。美国、英国、日本、加拿大和德国等一些发达国家早就开展了桥梁安全监测的研究, 并在主要大桥上都安装了桥梁安全监测预警系统, 用来监测桥梁的应变、温度加速度、位移等关键安全指标。1999 年夏, 美国新墨西哥Las Cruces 10 号州际高速公路的一座钢结构桥梁上安装了120 个光纤光栅温度传感器,创造了单座桥梁上使用该类传感器最多的记录。 3、航空航天业是一个使用传感器密集的地方,一架飞行器为了监测压力、温度、振动、燃料液位、起落架状态、机翼和方向舵的位置等, 所需要使用的传感器超过100 个, 因此传感器的尺寸和重量变得非常重要。光纤传感器从尺寸小和重量轻的优点来讲, 几乎没有其他传感器可以与之相比。 4、传感器的小尺寸在医学应用中是非常有意义的, 光纤光栅传感器是现今能够做到最小的