一文弄懂分布式光纖測溫原理、特點、結構和技術參數

2024/12/26 9:14:02 人評論次瀏覽分類：溫度測量文章地址：http://m.wxmqjy.com/tech/5919.html

分布式光纖感溫火災報警探測系統綜合利用了光纖拉曼散射效應和光時域反射技術。光纖拉曼散射效應是指激光在光纖中傳輸時，由分子熱振動所導致的微弱激光散射現象。散射光中的拉曼散射光由波長稍短的斯托克斯光和波長稍長的反斯托克斯光組成。其中，斯托克斯光光強對光纖形變敏感，而反斯托克斯光光強對光纖溫度和形變均敏感，兩種光的光強比值能準確反映光纖的溫度信息。根據光時域反射技術，激光在光纖中前向傳播時，不同光纖位置的背向拉曼散射光返回光纖入射端的時間是不同的，通過區分該時間即可確定散射信號所對應的光纖位置。

通過對拉曼散射信號和時域反射時間的精確檢測即可準確、快速地獲得整條感溫光纖的溫度分布信息。

分布式光纖測溫系統原理
分布式光纖測溫系統原理如圖所示：

分布式光纖測溫系統用途
該測溫系統可替代感溫電纜，廣泛應用于隧道、地鐵火災監控，油罐溫度檢測，電纜溫度檢測；輸煤皮帶溫度檢測。

技術特點
1、連續分布式測量。分布式光纖傳感器采用真正的分布式測量，可以連續得到沿著探測光纜的所有溫度信息，誤報和漏報率大大降低，同時實現實時監測。
2、抗電磁干擾，在高電磁環境中可正常工作。光纖本身由石英材料組成，具有完全的電絕緣性；同時，光纖傳感器的信號以光纖為載體，本質安全，不受任何外界電磁環境的干擾。
3、本質防雷。雷電經常破壞電測傳感器，由于完全的電絕緣性，光纖傳感器可以抵抗高電壓和高電流的沖擊。
4、測量距離遠，適于遠程監控。光纖的兩個突出優點就是傳輸數據量大和損耗小，在無需中繼的情況下，可以實現十幾公里的遠程監測。
5、靈敏度高，測量精度高。理論上，大多數光纖傳感器的靈敏度和測量精度都優于一般傳感器。
6、壽命長，成本低，系統簡單。光纖材料一般皆為石英玻璃，具有耐腐蝕、耐火、耐水及壽命長的特性，通常可以使用30年左右。

分布式光纖測溫系統結構
系統由以下3個部分組成：①硬件平臺-機柜系統(核心層)；②軟件平臺-應用軟件(數據應用層)③傳感器-傳感光纜(傳感器層)，系統結構如圖所示。