分布式光纤测温系统

分 布 式 光纤测温系统一 、综述分 布 式 光纤测温系统集 光 、电、 机 械 、计算 机 和 微 弱 信号检测等 技术为一 体 ， 可实现大 范围空间温度 分 布 式实时测量 ， 具 有测量 距 离长、 覆 盖 探测区域 、实时监测、 可 精 确 定 位 等优点 ，在 交 通 隧 道 、 地铁、电力 、 石 化 、 水 利 等 等领域 均 有应用 。分 布 式 光纤测温系统同时实现温度测量 和 空间定 位 功 能 ， 其 中温度测量 利 用 光纤自发拉 曼（ Raman） 散 射 效应， 空间定 位 利 用 光时域 反 射 （ OTDR） 技术。光纤既是传输介质， 又 是传感 器 。 高 速驱动电路驱动激 光 器发出 一 窄 脉宽激 光 脉 冲 ， 激 光 脉冲经波 分复用 器 后 沿传感 光纤向 前传输， 激 光 脉 冲与光纤分 子 相 互 作 用 ，产生 多种微 弱 的 背向 散 射 ， 包 括 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 由 于 光纤分 子 的热振动，产生温度 不 敏 感 的 斯 托 克 斯 （ Stokes） 光 和温度敏 感 的 反 斯 托 克 斯 （ Anti-Stokes） 光 ，两者 的 波长不 一样，经波 分复用 器 分 离 后 由 高灵敏

的 探测器 所 探测。 光纤中 的 Anti-Stokes 光 强 受 外 界温度调制 ， Anti-Stokes与Stokes的 光 强 比值准 确 反 映 了温度 信 息 ； 不 同 位 置 的 拉 曼 散 射 信号返 回 探测器 的时间是 不 一样的 ，通过测量该回 波时间即 可 确 定 散 射 信号所对应的 光纤位 置 ；结合 高 速 信号采 集与数据处理 技术， 可 准 确 、 快 速 地获得 整 根传感 光纤上 任 一 点 的温度 分 布 信 息 。

分 布 式 光纤测温技术原 理二 、 系统组成2.1 系统组成概述系统主 要 包 括测量 主 机 、传感 光缆、 用户软件 和 相关配 件 。2.1.1测量 主 机测温主 机 采 用 多项光电测量 和 光纤技术以 及 性 能 高 的 光电器 件 ，测量 距 离 （ 16km） 可 定 制 、响应速 度 （ 2s） 、测温精 度 （ 0.5℃ ） 。 客户可 以针对应用 需 求 ，选择相应的 型号。

测量 主 机 外观分 布 式 光纤测温系统技术指标如 下 ：测温性 能测量 距 离 0~16km测量时间2s/通 道测温精 度 ±0.5℃温度 分 辨 率 0.1℃通 道数量 1~8（ 可选）测温范围-40℃ ~85℃ （ 常规光纤）-40℃ ~250℃ （ 特 殊 光纤）采样间隔 0.4m， 0.8m

空间分 辨 率 0.5m， 1m， 2m， 3m定 位 精 度 ,0.2m， 0.8m系统接 口光纤接头FC/APC通讯接 口 Ethernet， USB， RS232继电器 46 路温度报警 ， 2 路 系统故 障工 作条件工 作温度 -10℃ ~60℃工 作湿度 0~95％ R.H. 无 凝 露工 作电源 DC 24V， AC 220V（ 可选）IP 等级IP50

2.1.2 感温探测光缆传感 光缆采 用 特 殊设计的 快 速导热型 光缆，纤芯 采 用进口 GI 62.5/ 125 多 模 光纤， 光纤保护层选用 高 强 度 聚 合 物 及 不锈钢螺 旋 管铠装护套 ， 外护套为低 烟 无卤阻 燃 材 料 ， 抗 拉 强 度 、耐弯、 耐压性 能 好 ， 防 水 、 抗 腐蚀性 ，稳定 可 靠 ， 工 作寿命长。经过特 殊设计的 光缆结构，既能 快 速传递外 界热量 ， 又 可 有 效 保护光缆内部 的 光纤，还能 防 止啮齿动物 的啮咬 ， 尤 其 适合 工业消 防监测应用 及 工 程 施 工 需 求 。

感温探测光缆的 技术参数如 下 ：光纤类型 GI 62.5/125um光纤接头FC/APC,E2000/APC(可选）光缆寿命 大 于 30 年光缆外径3mm-6mm抗 拉 强 度 ＞ 600N抗压强 度 3000N弯曲 半径≥60mm外护套 阻 燃 聚 合 物 不锈钢管2.1.3 用户软件 (可 根 据 客户需 求 量 身 定 制 )用户软件为自 主设计开发，为用户提 供 人 性 化 、 功 能 完 善 的 中 文 交 互 界 面 ，实时显示温度 分布 曲线和 待测区域报警状态， 可 根 据实际工况分区设置 多级报警阈值，并提 供历史数据查询及统计分 析 功 能 。 采 用 先进的 基 于 Web 的 以 太网系统架构， 系统可 以 方 便 地与客户局 域网

连接 ， 在网络内的 每 一 台计算 机 均 可 快 捷 地访问系统， 通过操 作 系统自带的 IE浏览器 即 可访问、调取温度数据 和报警 信 息 。



软件功 能 特 点基 于 Web 的 以 太网系统架构中 文 界 面简单易 用 ， 操 作 方 便可视化视图， 易 于 定 位分区设置 多级报警阈值历史数据查询及统计分 析量 身 定 制开发三 、 分 布 式 光纤测温系统功 能 特 点光纤温度监测系统应能 分别针对不 同环境 下 的温度进行监测， 能尽早发现事 故隐患 ，减少损失 。 同时提 供实时在线监测数据 ，为运行 人员全 面 了 解电气设备的 使 用 情况提 供 可 靠 依据 。 有 自诊断功 能 ， 如 果 探测光缆受损， 系统可 及时定 位 故 障 点 。分 布 式 光纤测温系统的 主 要 功 能 特 点

1.1 分 布 式实时测量 ， 覆 盖 探测区域 ， 精 确 定 位 火 灾 位 置 。1.2 可视化显示 ，实时显示 火 灾发展趋势和 蔓 延 方 向 。1.324 小时不间断在线监测，从根 本 上 杜绝人员疏 忽导致 的 事 故 。1.4测量 距 离长，测量 信 息 丰 富 。测量 精 度 高 ，响应速 度 快 。1.5报警 方 式灵活 ：1.5.1 可实现差 定温多级报警 方 式 ， 确 保 火 灾 初 期 可 靠报警 。1.5.2 可针对环境变化设置 可达1000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。1.5.3 系统具 有 多级定 位报警 、 差温报警 和预报警 功 能 ， 一 旦检测到监测部 位环境温度值或温升 速 率 超过设定 的阈值， 自动发出声光报警 信 息 ，并传送 至 火 灾报警 主 机 。1.6当发生 火 灾时， 及时提 供报警 信 息并准 确 定 位 起 火 位 置 ，并可 通过继电器输出 模块与其它消 防设施进行联动控 制 。1.7实时温度 信 息 和报警 信 息 可 自动保 持 ， 具 有历史数据查阅与统计分 析 功 能 。

1.8 系统具 有 自诊断功 能 ， 如 果 探测光缆受损， 系统可 及时定 位 故 障 点 。1.9稳定 可 靠 ，误报率 低 。1.10 探测光缆既是 信号传输载体 ， 又 是 感温元 件 ， 安 装 方 便 ； 探测光缆采 用 耐 久 性设计，工 作寿命长， 后 期维护成 本 低 。1.11 光 信号测量 ， 本质安 全 ， 抗电磁 干扰， 适 合 易 燃 易 爆 等恶劣环境 下长期 工 作 。1.12测温系统可 以单独保 存 七 天 以 上 的温度数据 及报警 信 息 ， 可选用 非 机 械 硬盘式闪存 介质或 者 大 容 量进口 硬盘存储介质。1.13测温系统采 用 符 合 工业级可 靠 性 要 求 的 嵌 入 式 系统， 具备web网络访问功 能 。1.14 具 有网络接 口 ， 可与管 理网络相连，实现信 息 的 共 享 和进一 步 的数据处理 功 能 。技术性 能距 离 ： 16km速 度 ： 2s/通 道精 度 ： 0.5℃

采 点 ： 0.4m 采样间隔通 道 ： 可 定 制 ， ≥2系统接 口 丰 富 ，组网方 便

报警继电器输出达48 路单一 探测器 光 路设计， 可 靠 性 高具 有 自诊断功 能 ， 快 速 定 位 故 障差 定温报警 功 能 ，报警 方 式灵活无 漏报，误报率 低四 、 感温探测光缆安 装 方 式分 布 式 感温光纤测温系统主 机 部 署 在监控 中 心 ， 4路 感温探测光纤直 接从测量 主 机 引 出 ， 沿着 待测电缆夹层或桥架 敷设，对于 高压电缆， 一 根 高压电缆敷设一 根 感温光纤，对于电缆夹层， 在 每 一层电缆夹层中 ， 探测光缆S 型铺设。感温探测光缆的 安 装 需贴紧探测区域 ， 以实现温度 或 火 灾 的 快 速响应。 用 塑 料 扎带把 光缆和电缆捆 扎 在 一 起 。电缆竖井 中 感温光纤宜紧贴竖井侧壁 敷设。电缆接头处感温光纤的设置应将感温光纤盘绕成环，贴附与电缆接头处。环的弯曲 半径应不 小 于 光纤外径的 20 倍 。

光缆铺设示 意图