基于拉曼散射的分布式光纖測溫系統

（一）分布式光纖測溫技術原理

分布式光纖測溫系統是根據光纖的光時域反射（OTDR）和光纖拉曼散射的溫度效應設計，用來實時檢測光纖不同位置的溫度，實現分布式的溫度測溫的先進儀器。

光纖在系統中，同時作為傳輸載體和傳感器。高速驅動電路驅動激光器發出一窄脈寬激光脈沖，激光脈沖經波分復用器后沿傳感光纖向前傳輸，激光脈沖與光纖分子相互作用，產生多種微弱的背向散射，包括瑞利（Rayleigh）散射、布里淵（Brillouin）散射和拉曼（Raman）散射等，其中拉曼散射是由于光纖分子的熱振動，產生溫度不敏感的斯托克斯（Stokes）光和溫度敏感的反斯托克斯（Anti-Stokes）光，兩者的波長不一樣，經波分復用器分離后由高靈敏的探測器所探測。光纖中的Anti-Stokes光強受外界溫度調制，Anti-Stokes與Stokes的光強比值準確反映了溫度信息；不同位置的拉曼散射信號返回探測器的時間是不一樣的，通過測量該回波時間即可確定散射信號所對應的光纖位置；結合高速信號采集與數據處理技術，可準確、快速地獲得整根傳感光纖上任一點的溫度分布信息。

（二）分布式光纖測溫技術先進性

1、利用感溫探測光纜進行環境溫度監測，無源，無輻射，防水、抗腐蝕性，穩定可靠，工作壽命長。

2、對光纜沿線環境的溫度變化進行采集，實現24小時不間斷監測。從根本上杜絕人員疏忽導致的事故。

3、從空間、時間等對數據進行特征分析，溫度分辨率達0.1℃。

4、可進行分布式全方位監測，對每一點的溫度可實時檢測，安全可靠。

5、光信號測量，本質安全，抗電磁干擾，適合易燃易爆等惡劣環境下長期工作。

6、測量距離長，測量信息豐富。測量精度高，響應速度快。

 

（三）分布式光纖測溫主機

分布式光纖測溫主機采用多項光電測量和光纖技術以及性能高的光電器件，測量距離（16km）可定制、響應速度（2s）、測溫精度（0.5℃）。分布式光纖測溫系統溫度采集主機主要分為自帶工控機功能主機和外置工控機功能主機兩種。

具體產品技術參數如下：

產品圖片
產品名稱	外置工控機功能主機	自帶工控機功能主機
測量距離	1~16km	1~16km
通道數	1/2/4/6/8/12/16    通道	1/2/4/6/8/12/16    通道
測量時間	最小 1s/通道	最小 1s/通道
探測單元長度	0.5~3m	0.5~3m
測溫范圍	-40℃~85℃（常規光纖） -40℃~250℃（特殊光纖）	-40℃~85℃（常規光纖） -40℃~250℃（特殊光纖）
取樣間隔	0.2/0.4m	0.2/0.4m
定位精度	小于 1m	小于 1m
定溫動作溫度	用戶自主設置	用戶自主設置
主機壽命	10年	10年
光纖接口	FC/APC 、E2000	FC/APC 、E2000 通道數最多可擴展至 16 路
通信接口	LAN \USB   \RS232 \繼電器	USB\RJ45\VGA\RS232\16路開關量（可寬展）
工作溫度	（-10~50 ）℃	（-10~50 ）℃
存儲溫度	（-20~80 ）℃	（-20~80 ）℃
工作濕度	（0~95 ％）R.H.  無凝露	（0~95 ％）R.H.  無凝露
工作電源	DC 24V 或者 AC 220V ，50W	DC 24V 或者 AC 220V ，50W
IP等級	IP50	IP50

 

備注：機柜式主機可配置測溫主機（標配）、液晶顯示器（選配）、19 英寸標準機柜（選配）、繼電器單元（選配）和消防電源（選配）、蓄電池（選配）等。（具體配置以及規格以訂購合同為準）

（四）感溫光纜

傳感光纜采用特殊設計的快速導熱型光纜，纖芯采用進口GI 62.5/ 125多模光纖，光纖保護層選用強度高聚合物及不銹鋼螺旋管鎧裝護套，外護套為低煙無鹵阻燃材料，抗拉強度、耐彎、耐壓性能好，防水、抗腐蝕性，穩定可靠，工作壽命長。經過特殊設計的光纜結構，既能快速傳遞外界熱量，又可有效保護光纜內部的光纖，還能防止嚙齒動物的嚙咬，尤其適合工業消防監測應用及工程施工需求。

   

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