分布式光纤测温系统

 拉曼散射 · 连续分布式测温 · 定位精度＜1m

1 系统概述

1.1 系统简介

分布式光纤测温系统是一款连续分布式光纤温度传感系统，它利用光时域反射（OTDR）技术和拉曼（Raman）散射效应测量沿光纤分布的温度变化。该系统中光纤既是传输介质，又是传感器。激光脉冲沿光纤传输，与光纤介质相互作用产生背向拉曼散射光（温度敏感的Anti-Stokes和温度不敏感的Stokes），经波分复用器分离后由光电探测器探测，再经高速信号采集和微弱信号处理，实时获得温度分布信息。该系统具有测量距离长、无测量盲区、实时测量等优点，广泛应用于电力、交通隧道、地铁、石化、大坝等领域。

1.2 测量原理

分布式光纤测温系统同时实现温度测量和空间定位。温度测量利用光纤自发拉曼散射效应，空间定位基于散射信号的回波时间（OTDR）。激光脉冲与光纤分子相互作用产生背向散射光，其中拉曼散射包括温度不敏感的Stokes光和温度敏感的Anti-Stokes光，两者的比值准确反映温度信息；通过测量回波时间确定散射信号对应的光纤位置。系统结构示意图如图1-1所示，温度分布曲线如图1-2所示。

图1-1 系统结构示意图

图1-2 温度分布曲线图

1.3 系统特点及功能

• 实时性：7×24小时实时监控，及时发现并定位过热点，做到早期预警。

• 分布式：连续监测，可根据现场情况任意设定报警值，实时显示任意点温度变化。

• 先进性：采用成熟的光纤测温技术，光缆可适应各种环境，报警值可灵活设定。

• 准确性：温度分辨率0.1℃，精度±1℃，多次取样平均消除误差。

• 灵活性：支持多级定温报警（如30℃预警、40℃报警）和温升速率报警，最多500个报警控制区域。

• 扩展性：支持1~16通道同时测量，可根据需要扩展。

• 兼容性：提供以太网、RS232接口，可向第三方系统提供分区、温度及报警信息。

• 安全性：内部数据记录可储存一年历史数据；光纤受损可即时定位；光缆本征安全，无电磁干扰。

• 完整性：支持回路配置（双端测量），单点受损不影响测量能力。

1.4 技术指标

* 技术指标以订购合同或技术协议为准，各指标相互影响，详情请联系技术支持。

2 系统组成

分布式光纤测温系统完整系统由温度采集主机、感温光缆和上位机软件等组成。

2.1 温度采集装置

温度采集主机主要分为机柜式、壁挂式、便携式、机架式四种，如图2-1所示。

图2-1 产品照片（机柜式、壁挂式、便携式、机架式）

2.2 感温光缆

感温光缆可定制，常规结构有螺旋钢管铠装、非金属充油管型、耐高温型、耐低温型等；光纤纤芯常规规格62.5/125μm、50/125μm；光纤接头常规规格FC/APC、E2000。

图2-2 光缆结构示意图

图2-3 光缆接口示意图

注意：当光缆连接头暴露在空气中时，请及时扣上光纤保护帽。

性能指标

2.3 系统软件

上位机软件提供参数配置、实时监测、历史查询、报警管理等功能，详见第3章软件操作。

3 主机各型号介绍

3.1 机柜式

可配置测温主机、液晶显示器、19英寸标准机柜、继电器单元、消防电源、蓄电池等（以合同为准）。尺寸：483×447×133mm，重量≤8KG。

图3-1 机柜式组成图

通讯接口：标配USB×2、RJ45×1、VGA×1、RS232×1、16路开关量；扩展RS232×3、RS485×1、200路以上开关量；光纤通道FC/APC或E2000，最多16路。

3.2 壁挂式

主机外门有运行/故障/火警指示灯、消音/复位按钮、蜂鸣器。尺寸：500×550×220mm，重量≤20KG，壁挂或机柜安装。

图3-2 壁挂式外观图

通讯接口：标配USB×4、RJ45×1、RS232×1；扩展RS232×3、RS485×1、250路以上开关量；光纤通道最多8路。

3.3 便携式

嵌入式全铝机箱+便携式手提箱，通过TCP/IP或RS232上传数据。尺寸：300×300×89mm，重量≤4KG（不含手提箱）。

图3-3 便携式外观图

通讯接口：标配RJ45×1；扩展RS232×2、200路以上开关量；光纤通道最多8路。

3.4 机架式

一体式19英寸机架安装，正面有运行/故障/火警指示灯、消音/自检按钮、复位/启停开关。尺寸：483×460×133mm，重量≤10KG。

图3-4 机架式外观图

通讯接口：标配USB×2、RJ45×1、VGA×1、RS232×1、RS485×1、16路开关量；扩展RS232×3、RS485×1、200路以上开关量；光纤通道最多16路。

3.5 报警联动装置

用于输出开关量信号，实现联动控制。尺寸：483×443×43mm，重量≤6KG，机柜安装。

图3-5 联动装置外观图

通讯接口：电源DC24V；RS232×2（串口1连主机，串口2级联）；48路开关量信号输出。

4 软件操作概览

系统软件主界面由菜单栏、工具栏、导航栏、视图窗口、信息栏和状态栏组成，如图4-1所示。

图4-1 主界面窗口

主要功能：

• 菜单栏：系统（用户切换/修改密码/退出）、操作（通讯测试/消音/复位/自检）、配置（参数配置/通道管理/报警分区/可视化配置/数据保存/协议配置）、查询（历史温度/历史报警）、测试（继电器/通道）、帮助（产品注册/关于）。

• 工具栏：快速访问用户切换、温度查询、报警查询、复位、自检、消音、报警分区、可视化配置。

• 导航栏：启动测量、视图切换、参数配置。

• 视图窗口：显示温度曲线和可视化报警，支持缩放、复制、另存为、打印等操作。

• 信息栏：显示报警时间、报警源、报警描述。

• 状态栏：显示登录用户、数据库状态、通道测量状态。

5 系统安装

5.1 基本工作条件

环境温度(-10～50)℃，湿度(0～95)%RH，电源AC220V/50Hz 90W或DC24V 50W，防尘。

5.2 机柜式安装

连接显示器、测温主机、消防电源，注意电源接线和光纤连接。

5.3 壁挂式安装

可选择壁挂或机柜安装，按尺寸打孔固定。

5.4 便携式安装

通过网口连接上位机，配置运行环境后启动软件。

5.5 机架式安装

直接固定于19英寸机柜，接入DC24V电源。

5.6 消防联动装置连接

通过RS232串口连接主机，配置软件通讯串口，测试联动输出。

5.7 光缆配接

铺设时光缆拉力不超过100N，避免扭曲弯折（弧度半径＞6cm），插入光纤头时避免眼睛直对接口。

6 常见问题处理

• 温度曲线异常：检查是否为熔接点，清洁光纤连接头，检查是否弯折。

• 光纤最后部分无数据：尾端5m受端面反射影响被扣除。

• 末段5m加热无报警：同上，扣除尾端5m数据。

• 头部20m温度不准：头部反射较大，建议将前段20m盘绕在机柜内。

• 插拔光纤时误报警：先停止测量再插拔。

• 光纤断裂瞬间误报警：系统自动检测断纤，长度变化导致瞬时异常。

• 电源开启但主机不启动：检查保险丝、消防电源输出端子。

• 继电器不工作：检查与主机的连接是否正确。

7 售后服务承诺

* 分布式光纤测温系统 · 连续分布式 精准测温 *

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