分布式光纤测温系统是一种实时 、在线 、连续的温度监测系统 。系统基于后向拉曼（Raman）散射原理和光时域反射（OTDR）定位原理研发而成 ，具有光信号的发生 、光谱分析 、光电转换 、信号放大和处理等功能 ， 采用特种感温光缆作为温度传感器 ，可精确测量感温光缆铺设方向各个位置的温度并定位温度异常点 ，具有良好的性能指标和系统稳定性 。系统集计算机 、光纤通讯 、光纤传感 、光电控制等技术于一体 ，具有本质安全 ， 耐腐蚀 ，不受电磁干扰等优点 ，连续监测长距离大范围环境温度信息 ，为电力 、石油 、交通 、煤矿等领域提供优质的温度监测解决方案 。 以下是产品介绍 ，不代表本公司产品详情 ，具体联系电话 产品优势• 实时性 ：系统对待测区域的温度进行 7×24 小时实时监控 ，及时发现并定位温度异常点 ，做到早期预警 • 分布式 ：系统为分布式测温 ，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 ，即通信 、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 ±1℃（5km） ，定位精度 1m • 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 • 扩展性 ：系统可以对多路光纤进行同时测量 ，根据实际需要 ，选择多路设备 ，有 1、2、4 路可以选择 • 兼容性 ：系统支持以太网口 、RS232 接口 ，向终端用户控制系统（如平板 PC）提供分区 、温度及报警信息 • 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 • 使用简易 ：系统提供可视化界面 ，界面简单 、简洁 ，不会给客户带来额外的管理费用 • 本质安全 ：系统具有本质安全 ，防爆 、抗强电磁干扰 、防雷击等特点 • 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 系统功能 • 报警功能 ：定温报警 、区域差温报警 、温升过快报警 、断纤报警 、装置异常等报警 • 可视化显示功能 ：显示全程分区图 、温度分布曲线以及重点监测点的温度随时间变化曲线 • 查询功能 ：历史数据的查询 、显示及打印 ；可在系统图上直接查询设备信息 、运行参数 、统计信息等 • 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 • TCP/IP 接入 ：多个控制器信号可以在一台 PC 机上分析处理 ，系统功能强大高效 • 多系统组网功能 ：系统采用网络接口进行数据通信 ，具有良好的兼容性 ，可轻松扩展至多台主机同时监控
福州华光天锐自主研发生产光纤测温系统 ，分布式光纤测温主机 ，光纤布拉格光栅传感器 ，Praghas réasúnta，Fáilte chun teagmháil a dhéanamh。 温度是工程技术和科研中十分重要的物理量 ，因此测温技术一直在不断研究和发展 。传统测温多用热敏电阻 、光学高温计等温度传感器 。但对于某些特殊的工业环境 (如易燃易爆 、高电压 、大电流 、强电磁干扰等 )，以电信号为工作基础的温度传感器通常在安全性 、信号的稳定性方面受到很大的限制 ，因此为了在各种场合都可以安全有效的测温 ，开发新型测温系统成为必然趋势 。光纤本身的电绝缘性 ，几何易变性及其固有的大的信号传输带宽等优点 ，以及光栅传感器的发展 ，使得光纤温度传感器突破了传统温度传感器的限制 ，为存在强电磁场干扰等恶劣环境下的温度测量提供了非常有效的手段 ，同时光纤测温系统能够克服传统的点式传感器的限制 ，能够测量沿光纤分布的温度场信息 。 光纤测温依据光时域反射原理和喇曼散射效应对温度的敏感从而实现温度监测 ，具有安装简便 、长寿命等特点 ，广泛应用于市政综合管廊 、管道 、隧道 、电缆 、石油石化 、煤矿等行业 。 近年来 ，分布式光纤测温系统得到了快速发展 。它是一种长距离实时测量感温光纤周围温度场的分布式传感器 。该系统基于拉曼散射效应和OTDR (Optical Time Domain Reflectometer光时域反射仪 )技术实现 。与传统的电温度传感器相比 ，分布式光纤测温系统具有灵敏度高 、耐腐蚀 、抗电磁干扰 、易更换 、寿命长等优点 。基于上述优点 ，它可以广泛应用于地铁隧道 、油气管道 、电力电缆 、煤矿巷道 、石油储罐等温度监控和火灾报警中 。 近年来 ，基于拉曼散射的分布式光纤测温 (Distributed Temperature Sensing ，DTS )系统被深入研究和发展 。由于具有抗电磁干扰 、测量距离长的特性 ，分布式光纤测温在众多工业领域被广泛应用 ，例如火灾预警 、电线安全监测以及输油管路的泄露检测 。 分布式光纤测温系统能够对测量对象进行实时温度监测 ，不仅能够即时的探测到火灾事件的发生 ，同时还能给出准确的火灾发生地点 ，为即时扑救赢得时间 ，尽可能减小事故损失 。该系统采用了全光纤传感无源测温方式 ，消除了监测系统自身的安全隐患 ，极大提高了监测系统对测温对象温度监测的可用性 。该分布式光纤测温系统被很多大型建筑公司和地铁公司使用 ，大大降低了各种火灾事故的发生 。此外 ，在地热开发与应用 、石油和天然气开采 、化工生产等领域中 ，分布式光纤测温系统也有重要而广泛的应用前景 。 感温光纤主要由高纯度的石英绝缘材料制成 ，具有较好的机械和环境性能 ，不受电磁干扰 、抗机械冲击 、抗腐蚀 、不受环境温度剧烈变化的影响 、不受大气压变化的影响 、不受活塞风的影响 ，因此本发明提供的光纤测温系统具有防燃 、防爆 、防辐射等性能 。测温部分采用全光纤结构 ，真正实现了无源温度监测 ，自身不带电 ，不发热 ，不会因为传感系统的铺设带来安全隐患 。 通过上位机监控软件 ，可以对不同的测温点可以根据客户需求进行分区管理 ，对每个测温点设置不同的报警参数 ，设置多级报警条件 ，结合实测温度和温度变化情况 ，甄别出真正事故和虚假事故 ，消除误报相漏报 ，可在任何时间准确显示任何一点的温度状态 ，在火灾发生早期预警 。通过网络与光纤测温主机进行通信 ，可以实时显示每个监测区域的位置 、温度值和温度变化情况 ，出现异常状况时测温主机会触发火灾报警控制器动作 ，启动通风降温装置或灭火装置 ，并且上位机监控软件同时触发软件界面的声光报警 ，提醒值班人员尽快处理 。
分布式光纤测温系统原理 分布式光纤测温系统测量原理 分布式光纤测温系统中 , 光纤不仅可以作为传感媒介 , 还可以作为传输介质 , 其主要构成配件包括感温光缆和光纤测温主机 , 是一种连续的温度在线监测系统 , 具有实时在线 、测温精度高 、本质安全和不受电磁干扰等优点 。在Windows操作界面下 , 技术人员可以利用PC机来操控温度测控主机 , 充分运用Windows软件进行区域长度 、报警点设置和系统标定等工作 。此外 , 电缆的温度轨迹变化可以实时呈现在温度测量主机的显示屏上 , 重点突出显示报警信号 , 可以帮助工作人员快速 、准确地确定电缆损坏点的具体位置 。 分布式光纤传感系统特点 (1) 敏捷性 。系统可以快速捕捉温度变化 , 快速定位事故位置 。分布式光纤传感系统主机内的激光发射装置每秒钟发射的光脉冲高达上万次 , 同时输出取样温度的平均值 , 确保结果的准确性 。 (2) 分布特性 。分布式光纤测温系统可以测定十几公里范围内的温度变化 , 同时可以实现每0.5m一次的连续动态温度监测 , 每个级别的温度报警值可根据工作人员的实际情况自行设定 。 (3) 前沿性 。分布式光纤传感系统是当前功能最多 、可靠性最强以及最前沿的火灾监测技术产品 。 (4) 精准性 。每隔0.5m进行一次数值采样 , 温度精度为±1℃ , 温度最小分辨率达到0.1℃ , 定位精度为±0.5m 。 (5) 灵活性 。在监测范围内 , 任意位置发生预警 , 只需30s就可以传送至综合监测系统 , 之后 , 系统主机第一时间提供继电器接口以警告火警控制器并提供一组继电器触点 。分布式光感传感系统的监控装置不但能够提供连续动态监控 , 还可以实现多级温度点报警 。 (6) 兼容性 。该系统主机是一个开放性的通信协议 , 为工作站提供必要的通信接口 , 在防灾报警工作站中 , 通常利用中文图形和文本来呈现温度曲线 、报警温度以及报警位置等重要信息 。 (7) 安全性 。系统软件采用授权管理后更加安全可靠 , 用户可自行解决系统升级和维护问题 。分布式光纤传感系统具有安全记录功能 , 系统可以存储运行后的所有历史数据 , 有效使用计算机下载所有相关数据 。 (8) 准确性 。一旦光纤遭到破坏 , 分布式光纤测温系统可以快速定位损坏点 。该系统具有自诊断功能 , 并由光纤熔接机焊接 , 非常有利于在线监测 。利用光信号检测光纤固有的安全性和可靠性 , 不会对电力产生电磁干扰 。
火灾事故大部分是由于温度过高引起的 ，石油石化行业中油罐区作为重大的工业危险源 ，大型储油罐温度过高会导致油品挥发 、火灾甚至发生爆炸 ，造成重大人员伤亡和财产损失 。目前 ，常用的油罐火灾自动报警系统的报警数据来源于光纤光栅测温系统TBG ，这种传感器只能进行散点式测量 ，同时安装时需在油罐壁板打孔焊接或直接投入储罐内测量液体和气体的温度 ，无论是前期施工还是后期维护都较为不便 。在此基础上 ，应用分布式光纤测温系统DTS能够在火灾阴燃（产生少量的烟雾和热量）时进行温度监测 ，发出预警 ，使现场操作人员具有充分的时间采取相应的措施 ，避免发生事故或引起火灾 ，同时也能有效提升企业安全管理自动化水平 。 分布式光纤测温系统原理 分布式光纤测温系统的主要工作依据是光时域反射计原理OTDR和光纤的后向拉曼散射温度效应 。 OTDR原理主要用于光纤定位 ，可实现对油罐内部的温度场进行空间分布式定位 ，可确定光纤各处（包括破损点）的损耗 ，同时对温度测量点进行定位 。 后向拉曼散射效应是指当主处理机中的激光光源向光纤注入波长905nm的脉冲信号后 ，虽然光的传播速度很快 ，但光仍然具有一定的衰减性 ，其中一部分散射光会按照入射光相反的方向传播 ，该部分散射光中含有的拉曼信号中携带温度场信息 ，将该信号通过数字信号处理系统 (DSP )进行信息处理 ，可提供有关储罐的温度场分布信息 ，输出整条光纤上的温度分布图 。 分布式光纤测温系统设计 分布式光纤测温系统必须保证以下三点 ：可提供油罐火灾危险的早期探测 ；可清楚指示火灾危险地点 ；将火灾信息传送至火灾报警控制系统 ，启动应急控制系统 ，如关闭紧急切断阀 、切断油管等应急操作 。 设备的布置必须结合油罐的结构特点 ，从全面覆盖 、安装便利方面通盘考虑 ，整个控制系统按照火灾报警控制系统的要求分为自动控制和手动控制 ，同时设置手动控制优先 。自动控制 ：一旦发现所测油罐的温度值超过标准设定的报警温度时 ，分布式光纤温度监测系统把实时火灾报警数据发到火灾报警主机 ，报警主机收到继电器动作监视信号 ，通过逻辑判断系统确认为火警 。手动控制 ：一旦有人员发现火情同时报警系统尚未启动 ，可按下紧急手动报警按钮 ，火灾报警主机收到按钮报警信号 ，系统确认为火灾 ，并立即进入火灾处理程序 ，报警主机随后将向有关区域发出火灾声光警报并显示 ，同时联动相应的消火栓系统 、自动泡沫－喷淋系统等 ，并将报警信号上传至油库管理所 ，以便及时组织人员疏散和抢险工作 。 整个监测系统由DTS控制单元 、感温探测光缆以及光纤连接器件等组成 ，可与其他系统联动共同构成火灾报警控制系统 ， DTS控制单元 DTS控制单元通过工程师站在人机界面环境下由具有权限的人员调试编程完成 ，可根据需求自行设定区域长度及报警点 ，在PC机上实时显示光缆的温度轨迹 ，报警信号可突出显示 ，包括光缆受损点实际位置的确定 ，也可根据需要改变区域设定及报警点位置 。同时 ，整个测温系统可以通过继电器输出与其他控制系统互连并进行逻辑判断 ，在消防应用中可与火灾报警控制主机连接 ，提供信号进行声光报警 ，信号输出准确 、完整 ；DTS控制单元可直接输出信号至各种数字显示设备 ，如中心控制室投影仪 、显示器等 ，并可根据共享等级设定信息共享权限 。 感温探测光缆 感温探测光缆是整个系统的前端装置 ，直接关系到DTS控制单元的判断结果 ，可安装于油罐外壁上 ，对每个分区的报警探测逻辑判断可采用分区内最大温度（定温） 、分区内温升速率（差温） 、分区内最大温度与分区平均温度之间差值（分区 温度均匀程度）三种方式的任意组合 ，保证实现早期和可靠的报警 ，防止发生阴燃 。同时 ，考虑到油 罐区的布置往往处于恶劣环境下 ，感温探测光缆 应具备良好的抗啮咬 、抗震 、抗腐蚀等特性 ，光缆应具备坚固的护套（PVC阻燃材料） ，可提供良好的防护特性 ，同时也应该提供良好的温度传导性 能 ，以保证能快速地探测火灾 。单通道最长探测距离为30KM ，通道数可扩展到16个 ，定位精度可达±0.5m ，单通道最快响应时间3.5s ，启动预热时间为即开即用 。 整个系统光缆的衰减不得超过DTS控制单元的标准 ，其中2km光纤上的最大衰减率不超过10db ，每个接线盒不超过0.4db ，每个熔接处不超过0.2db 。 光纤连接器件 光纤连接器件作为连接感温探测光缆与DTS控制单元的枢纽 ，将尾纤与探测光缆之间通过光纤熔接点连接 ，熔接点位于DTS控制单元旁的光纤连接盒内 。 分布式光纤火灾探测系统 根据设计要求 ，该油罐区共有4座外浮顶原油罐 、5座内浮顶成品油罐 ，对其设置光纤火灾探测系统 。在浮顶罐的浮盘的密封圈处设置光纤感温火灾探测器 ，加上2倍的垂直敷设长度 ，缠绕完一座油罐所需的探测光缆约为196m 。按照以上数据计算 ，同时取有效冗余1.15倍 ，储罐所需光缆为2028m 。 针对油罐的分布特点 ，按照温度监测的具体要求 ，该项目采用“一罐一机”模式进行设计 ，同时为增加系统的稳定性 ，采用双机热备 ，可在系统故障时自动切换 ，共使用9台光纤分布式温度监测系统对所需监测油罐进行实时在线监测 。 １）每座罐体采用一个独立传感光纤监测罐体 ，传感光纤安装在罐体浮盘上 ，二次密封圈外沿处 。 ２）罐内浮盘上布设的光纤温度传感器引出的防静电光纤通过在罐内敷设口径为DN25的防爆金属软管保护 ，防爆金属软管上端固定在罐顶人孔法兰盘上 ，金属软管下端固定在罐内浮盘上 ，固定方式采用不动火手段 ，防爆金属软管与罐体等电位连接 。 ３）考虑到浮顶罐罐顶位移的变化 ，为防止穿防爆金属软管的防静电光纤由于拖动导致故障 ，其预留长度不小于罐外壁高度的0.5倍 ，并采用盘光纤装置 ，将防静电光纤控制在一定的位置区域 。 ４）罐内浮盘上布设的光纤温度传感器引出的防静电光纤在罐外敷设段穿口径为DN25的防爆镀锌管沿罐外扶梯或罐壁引至地面已有的线槽 ，并与线槽内布设的通信光缆通过防水型光缆接续盒连接 、保护 ，弯头部位采用防爆金属软管连接 。 ５）罐区内各油罐浮顶布设的所有光纤温度传感器全部通过防静电光纤引出并汇聚到通信光缆进行信号集合 、传输到监控室 。通信光缆采用直埋方式敷设 ，弯头采用防爆金属软管连接 。 ６）通信光缆由罐区传输到监控室后 ，通过引出光纤跳线 ，即带标准光纤连接头的短距离光纤尾纤 ，连接到DTS主机对应的探测通道接口 。 ７）在监控室内放置了9台2通道型DTS分布式光纤测温主机 ，实现对油罐现场布设的光纤温度传感器输出温度信号采集 、温升预警 、过温报警 、故障检测及信息管理操作 ，可通过开关报警接口与火灾报警控制系统相连接 ，实现火灾报警并在消防值班室显示 ，并通过组态软件的电子地图在仪表操作室内直观显示所有储罐各感温点的当前温度值 、报警状态和历史温度曲线 ，也可外接声光报警器在仪表操作室给出报警信号 。 分布式光纤测温系统可实时在线探测光缆沿线每一点温度值 ，并可判断火灾的蔓延趋势 ；可设置温差 、温升速 率等多种报警方式 ，可 设多级预警 ，能在火灾发生前做到早期预警 ；可根据现场条件变化任意设定报警分区 ，且每个分区可设定不同的报警值 ；可耐受恶劣环境 ，抗电磁干扰同时也不会产生电磁辐射 ，探测光缆有效寿命30a ，克服了点式光纤光栅测温系统存在的误报率高 、维护困难的问题 ，对今后油罐区的消防安全有借鉴意义 。
本系统采用了当今先进的光电技术 、通讯技术 、微处理器技术 、数字化温度传感技术和独创设计的低温 、强电场 、潮湿环境运行技术 。它能分别针对不同环境下的温度进行监测 ，能及早发现事故隐患 ，将损失减至最低 。同时还可提供大量在线监测数据 ，为运行人员全面了解供热管线运行情况提供可靠依据 。 SRA-D分布式光纤传感测温分析仪是光纤测温泄漏监测系统的主体 ，光纤测温主机担负着整个系统的信号采集 、信号处理 、数据分析 、超温报警 、网络传输等功能 。它由光频发生器 、切换电源 、微处理器 、网络接口等构成 ，是进行光电转换及讯息处理的核心器件 。 产品型号参数指标 ： 型号 SRA-D 测量距离 0~30Km (可定制 ) 通道数 1~16个（可定制） 取样间隔 1米 定位精度 ±1米 测温精度 ±1摄氏度 温度分辨率 0.1摄氏度 单通道测量时间 2s-15s秒（取决于感温光缆的长度） 光纤类型 多模光纤 工作温度 -10℃~50℃ 贮存温度 -20℃~60℃ 工作湿度 0~95%无凝结 最大工作海拔 4000米 光纤接口 FC/APC 测温范围 -40℃~120℃ （常规光纤） -40℃~250℃ （特种光纤） 尺寸 (W x H x D ) 428 x 88 x 450 mm 重量 15kg 通信接口 RS232 、RS485 、LAN 电源 AC220V/50Hz 激光辐射等级 1M 分布式光纤测温设备特点 完全分布式 ：DTS分布式光纤测温能在几秒内检测整条光纤沿线完整的分布温度 ，无遗漏 。 长距离监测 ：华光天锐光电的分布式光纤测温系统可以监测的距离长达30KM 。 抗干扰强 ：测温光纤由石英构成 ，电气绝缘 ，不受任何电磁干扰 ，也不发射电磁波 ， 特别适合各种复杂环境 、强电环境 。 本征安全 ：感温元件为测温光纤 ，内部传输的光信号的平均功率为微瓦级 ；本质安全 。 精确定位 ：定位精度达到±1M 。 快速响应 ：高灵敏度 ，反应迅速 ，单通道扫描时间短 。 安装方便 ：分析仪安装简单 ，布置灵活 。
