分布式光纤测温系统功能及原理介绍

分布式光纤测温系统功能及原理介绍

分布式光纤温度监测系统检测原理

分布式光纤测温系统,其原理是随着检测点温度的变化,施加脉冲激光后在光纤中反方向散射出的Raman散射光的强度也发生变化,随后这些散射回的光在滤波后进行光电转换,此过程是将光信号转变成了电信号,同时将电信号进行放大,再经过系统转化,通过信号处理器输出数据。Raman散射光波的散射速度是一定的,通过计算散射波传回的时间来换算出监测点的位置。当在光纤中施加一定脉冲激光后,激光光子具有能量,其与分子相互作用后分子会被激发并释放出一定能量,之间的能量差造成释放的光子的频率发生改变,通过感应这种能量的变化显示信号的变化,进而计算出监测点温度的变化情况。

 

光纤传导原理

光纤传导,就是光在光导纤维中传导,在此过程中实现了信息的传输。在物理学中可以了解到光传播过程中发生传播介质的变化,传播介质折射率不相等时会发生反射、折射。为了保证信息传输损失最小,要实现光波在光纤中的全反射,而激光能量集中具有单色性、方向性,因此可以作为该课题的光源。考虑到光纤色散现象,设计了较短的光纤长度,尽量使光纤平直以降低能量损耗,并选择固定频率的激光发射器。目前的光导纤维大多数采用石英为原料,为了加强Raman散射使用了特殊数据光纤,并加入少量高浓度的锗。

分布式光纤测温系统硬件及软件系统硬件结构

系统硬件的优化是改进测温系统的基础,其中包括传感光纤、光电转换装置、信息处理器以及计算机。第一,对传感光纤进行改进,试验中为了保证Raman散射信号的传输,在石英光纤中加入锗,并缩短光纤的长度且尽量使其平直。第二,采用体积小,在较高温度和磁干扰环境中稳定性高的激光发射器。第三,使用高增益的雪崩光电管(APD)替换一般情况下常用的光电二极管(PIN),选取接近雪崩击穿点附近的最佳工作点,既要保证信号的增益效果,又要维持光电转换器的灵敏度。第四,优化信号放大电路,强化电路的选频能力,提高信号的分辨能力和放大能力,同时尽量减小功耗。

系统的硬件是基础,系统软件是检测环节中不可或缺的关键。在高压开关柜中的温度变化是时刻都在发生的,因此要采用实时监测技术,根据实际情况设置温度预警值,及时监控处理可能发生的危险,记录每个工作日的温度变化情况,综合分析处理,将危险扼杀在摇篮之中。使用Windows系统和SQL数据库,综合数据管理、数据查询、实时监控、信号报警等多项功能,并且能够检测系统中出现的问题,考虑所有可能发生的故障。

分布式光纤系统的测温系统原理,该系统可以连续地对柜内进行温度定点监测,准确测量被测点的温度变化。为开关柜的预防性检修提供了依据,减少了安全隐患。