光纤光栅感温探测系统.ppt

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1、光纤光栅感温探测系统资料,北京蔚蓝仕科技有限公司北京市 海淀区静淑苑 清华科技园区电话：010-62319889/62703545网站：,：基础知识,培训目录 Content,光纤传感概述,光纤传感分类及应用,蔚蓝仕技术类别,光纤光栅技术及测温原理,：产品知识,光纤光栅测温系统组成,传感器说明及规格,站控层仪器说明及规格,软件系统,成立日期：2007年8月员工数目：68人人员构成：技术人员占据40%，均毕业于“211工程”高校，其中50%具有硕士学位 商标由来：Raylens=Ray+Lens，分别代表光线和透镜，二者组合意味着光学学科 的开始，表明Raylens公司是一家致力于光学技术开发的

2、公司发展目标：光纤传感的国际领先服务商,蔚蓝仕简介 About Raylens,核心竞争力：新产品、客户定制产品的快速开发能力,技术及产品：光纤光栅传感系列（FBG）、分布式温度监测系列（DTS）油井温度压力监控系列（PT）、在线式红外测温仪（IT）,培训目录 Content,光纤传感概述 Overview of optical fiber sensing,是现代通信的产物，随着光纤通信技术的发展而逐步发展；光在光纤传输过程中，外界温度、压力等影响，导致内部传输光信号的强度中心波长、相位、频率、偏振态等光波量的变化，通过不同的技术对强度、中心波长、相位、频率、偏振态的检测科形成多种光纤传感技术

3、。,1、光导纤维的简称2、光纤由纤芯、包层、外部涂覆层构成3、光纤的工作波长：短波长0.85um 长波长1.31um和1.55um，其中1.55um 的损耗最小，是通信常用波段,光纤,单模光纤,1、纤芯直径8-12um2、包层外直径125um3、适宜大容量、长距离的 光纤传感组网,光纤传感分类及应用 Application of optical fiber sensing,光纤光栅传感技术,传感技术,传感原理,光纤光栅,可测物理量,适应范围,温度、应变、压力、位移、加速度等,桥梁、隧道、油罐、电缆、大型结构等,分布式光纤测温,拉曼散射,温度,隧道、电缆、管道等,分布式光纤测应变,布里渊散射,应

4、变,管道、油井等,井下温度压力监测,法布里珀罗干涉,温度、压力,油井监测、智能井,光纤陀螺,光纤水听器,光纤互感器,光纤光栅技术及测温原理 Principle of FBG sensing,a.宽带入射光,b.窄带反射光,c.透射光,光纤光栅技术及测温原理 Principle of FBG sensing,光纤光栅（Fiber Bragg Grating）全称：光纤布拉格光栅缩写：FBG光纤种类：单模光纤刻写区域：光纤的纤芯外观表现：类似栅栏结构常用波段：1550nm和1330nm，其中1330nm为实验室波段，1550nm为光纤光栅传感常见波段，蔚蓝仕科技的 波段即为C波段（1525nm-1

5、565nm）国际研究起始于20世纪70年代，国内起始于20世纪80年代初,光纤光栅技术及测温原理 Principle of FBG sensing,FBG光谱图中心波长：以nm、pm为单位，1nm=1000pm,中心波长,反射率,FBG物理参数栅区长度：10-15mm有效折射率：n光栅周期：布拉格定律：布拉格定律表明：n和即可确定FBG初始中心波长,光纤光栅技术及测温原理 Principle of FBG sensing,FBG测温原理布拉格定律：表明：n和即可确定FBG初始中心波长温度测量：热光效应导致n变化 热胀冷缩导致变化,在光谱图中直接表现为中心波长的变化,（每1变化 10pm）,光纤

6、光栅技术及测温原理 Principle of FBG sensing,波分复用技术实现多个传感器的组网,感温电缆,感温电缆内部是两根弹性钢丝，每根钢丝外面包有一层感温且绝缘的材料，在正常监视状态下，两根钢丝处于绝缘状态，当周边环境温度上升到预定动作温度时，温度敏感材料破裂，两根钢丝产生短路，输入模块检查到短路信号后产生报警,感温电缆与光纤光栅对比,全同光栅,全同光栅（武汉理工技术）指一个传感链上所有传感器的中心波长一致，所有传感器只显示一个温度数据，全同光栅采用1310nm波段，由于“全同波长”光栅技术与“独立波长”光栅技术（完全波分复用光纤光栅技术北京蔚蓝仕科技有限公司技术）存在巨大技术差异

7、，目前国际上已极少使用“全同波长”技术作为探测温度的精确变化。,全同光栅与独立波长光栅对比,光纤光栅传感适用范围 Applications of FBG sensing,光纤光栅测温系统组成,光纤光栅测温系统组成,现场监测层光纤光栅传感器传感器特点：耐高频、防静电传感器分类：1、单端光纤光栅传感器：单端尾 纤，适宜开关柜触点温度监测 2、双端光纤光栅传感器：双端尾 纤，适宜电缆接头温度监测,信号传输层多芯主干光缆光缆作用：1、在一芯中传输1-4面开关柜多个携 温度数据的光信号；2、在多芯内传输不同变电站的携带温 度数据的光信号,站控层仪器信号解调仪站控层仪器作用：1、包括三个2U机箱，分别实现

8、光通道扩展、信号解调、报警输出；2、为现场光纤光栅传感器提供光源信号；3、采集现场传感器信号进行数据分析、存储、显示和传输；,传感器说明及规格 Specifications of FBG sensor,名称：单端光纤光栅温度传感器,型号：BR-O-ELE-010A,作用：安装在开关柜内部，实现触温度监测,FC/APC连接头,温度传感器,耐高温光缆,传感器说明及规格 Specifications of FBG sensor,满足550kV及以下电压等级变电站使用,工频耐压试验认证,传感器说明及规格 Specifications of FBG sensor,名称：双端光纤光栅温度传感器,型号：BR

9、-O-ELE-020A,作用：电缆接头及本体温度监测,温度传感器,光缆,传感器说明及规格 Specifications of FBG sensor,满足550kV及以下电压等级变电站使用,工频耐压试验认证,类 型：差定温、可恢复式、温度探测报警型 测温范围：-40150 精 度：0.1系统响应时间：10s 传输距离：20km 防护等级：IP67 最小弯曲半径：300mm 外形尺寸：11.5mm 110mm,BR-O-OIL-010A型温度探测器,BR-O-OIL-020A型温度探测器,类 型：差定温、可恢复式、温度探测报警型 测温范围：-40150 精 度：0.1系统响应时间：8ms 传输距离

10、：20km 防护等级：IP67 最小弯曲半径：300mm 外形尺寸：11.5mm 110mm,柜内耦合器模块,站控层仪器说明及规格 Specifications of Interrogator,站控层包括3个2U机箱，分别实现信号解调、通道扩展和报警输出，其中信号解调是核心设备，控制通道扩展和报警输出,站控层仪器之信号解调仪 Interrogator,名称：光纤光栅信号解调仪,型号：BR-H-SLM-010A,内部结构：,俗称：下位机,功能：1、为传感器提供光源；2、采集传感器光信号进行分析，输出并显示温度信号3、系统内通讯：控制通道扩展模块（RS232）控制报警输出模块（RS485）4、系统

11、外通讯：显示器、PC机、DCS、ECS、SIS、MIS等终端控制系统,光纤光栅信号解调仪前面板,光纤光栅信号解调仪后面板,站控层仪器之信号解调仪 Interrogator,光纤光栅信号解调仪规格,站控层仪器之信号解调仪 Interrogator,名称：通道扩展模块,型号：BR-H-SWT-010A,俗称：光开关,功能：1、通道扩展：至多可扩展至32通道，传感器串联则可实现576只传感器 的同时监测，传感器并联可实现384只传感器的监测 2、通道切换：在不同监测通道之间实现切换，切换速度为30ms,通讯：与下位机通过RS232相连,光信号接口：FC/APC,优势：可以实现低成本的扩展,站控层仪器

12、之通道扩展 Switch,通道扩展模块前面板,通道扩展模块后面板,站控层仪器之通道扩展 Switch,通道扩展模块规格,站控层仪器之通道扩展 Switch,名称：报警输出模块,型号：BR-H-ALM-010A,俗称：报警器,功能：1、光报警：红灯显示火警、绿灯显示故障 2、声报警：内置2个90dB不同音效蜂鸣器，指示故障和火警 3、消防联动：继电器或者RS485,通讯：与下位机通过RS485相连,报警信号输出：Relay、RS485,优势：至多可实现64个报警器的串联，支持不同参与者对报警信号的监控,站控层仪器之报警输出 Alarm,报警输出模块前面板,报警输出模块后面板,站控层仪器之报警输出

13、 Alarm,报警输出模块规格,站控层仪器之报警输出 Alarm,站控层仪器说明及规格 Specifications of Interrogator,报告名称：仪器电磁兼容检验报告,系统辅材,柜内耦合器模块规格：13、16、19、112功能：将柜内多个传感器并联安装位置：放置在开关柜底部,缆沟内耦合器模块内置耦合器规格：12、13、14功能：将多面开关柜的信号并联接入一个光通道安装位置：安装在电缆沟,系统辅材,铠装跳线规格：20m、30m、可定制功能：连接柜内耦合器模块和缆沟内耦合器模块 连接缆沟内耦合器模块和光缆接续盒,光缆接续盒内无耦合器，只起接续和保护的作用功能：主干光缆与铠装跳线的接续保护,系统辅材,光缆终端盒规格：14、18、116、124、132功能：将柜内的传感器并联安装位置：放置在开关柜内部,光缆终端盒规格：20m、30m不等功能：连接柜内耦合器模块和缆沟内耦合器模块 连接缆沟内耦合器模块和光缆接续盒,系统辅材,FC/APC室内黄跳线规格：3m、5m、可定制功能：连接柜内耦合器模块和缆沟内耦合器模块 连接缆沟内耦合器模块和光缆接续盒,