كيفية استخدام الألياف الضوئية الموزعة لقياس درجة حرارة مجاري الأتوبيس

ال نظام قياس درجة حرارة الألياف الضوئية الموزعة يستخدم ألياف استشعار درجة الحرارة الموضوعة في قناة الحافلة, ويستخدم تأثير تشتت رامان ومبدأ تحديد موضع انعكاس المجال الزمني البصري لرصد التغيرات في درجة الحرارة وتحديد موقعها بدقة على طول قناة الناقل في الوقت الحقيقي.

1、 مبدأ قياس الألياف الضوئية الموزعة درجة حرارة قناة الحافلة
يعتمد قياس الألياف الضوئية الموزعة لدرجة حرارة قناة الناقل بشكل أساسي على تأثير تشتت رامان للألياف الضوئية ومبدأ قياس انعكاس المجال الزمني البصري (أوتدر) تحديد المواقع.

عندما يقوم مضيف الألياف الضوئية الموزع بحقن نبضات الإشارة الضوئية في كابل الألياف الضوئية, ستخضع الإشارة الضوئية لتشتت ما بعد رامان أثناء الإرسال داخل كابل الألياف الضوئية. عندما يتأثر موضع معين من الألياف الضوئية بالحرارة الخارجية, سوف تتغير طاقة الفوتون في هذا الموقف, مما أدى إلى ضوء متناثر من أطوال موجية مختلفة. بسبب العلاقة الوثيقة بين الطول الموجي ودرجة الحرارة, يمكن الحصول على معلومات درجة الحرارة من خلال تحليل الطول الموجي وتحول التردد للضوء المتناثر الذي تم إرجاعه.

في أثناء, من خلال الاستفادة من مبدأ تحديد موضع انعكاس المجال الزمني البصري, يمكن تحديد الموقع الذي تحدث فيه التغيرات في درجات الحرارة. عندما ينتقل الضوء عبر الألياف الضوئية, وسوف تنعكس في مواقف مختلفة. عن طريق قياس التأخير الزمني للضوء المنعكس, ويمكن تحديد موضع كل نقطة على الألياف. من خلال الجمع بين معلومات درجة الحرارة التي تم الحصول عليها من تشتت رامان مع تحديد موضع الانعكاس البصري في المجال الزمني, يمكن الحصول على توزيع درجة الحرارة على طول كابل الألياف الضوئية, وبالتالي تحقيق قياس موزع لدرجة الحرارة في مجرى الناقل. يمكن أن تكون طريقة القياس هذه دقيقة لكل نقطة قياس لدرجة الحرارة, تحقيق مراقبة في الوقت الحقيقي لدرجة حرارة قناة الحافلة بأكملها. على سبيل المثال, في بعض أنظمة الطاقة الكبيرة, قد يصل طول قناة الحافلة إلى عدة كيلومترات, و الألياف الضوئية الموزعة يمكن لنظام قياس درجة الحرارة قياس درجة الحرارة بدقة على مسافات معينة (مثل الفاصل الزمني لأخذ العينات 0.4 متر), ويمكن الوصول إلى دقة تحديد المواقع 1 متر أو أعلى.

2、 طريقة ل قياس الألياف الضوئية الموزعة درجة حرارة قناة الحافلة
(1) مد الألياف الضوئية
استلقي على طول اتجاه دائرة بسبار
عند وضع أجهزة الألياف الضوئية الموزعة في قنوات الحافلات, وينبغي وضعها على طول اتجاه دائرة الحافلة لضمان مراقبة شاملة لدرجة الحرارة. Fiber optic cables need to penetrate various parts of the bus duct and cover the main area of the bus duct to obtain complete temperature information.
Bus connection disposal
At each busbar connection, the temperature sensing optical fiber will be wound into a temperature measuring ring. The purpose of doing this is to more accurately monitor the temperature situation of these key parts. The optical fiber is directly fixed on the surface of the connection cover, usually coiled three times, and then fixed with high-temperature resistant tape. Considering the uniformity of wiring and subsequent calibration and debugging, the installation length of temperature sensing optical fibers at each connection should be consistent.
Fiber optic fixed position
The optical fiber should be firmly fixed on the upper surface of the busbar, as in most cases, this layout can more effectively capture temperature changes. Of course, if there are restrictions on the installation location, the optical fiber can also be fixed on the lower surface of the busbar according to the actual situation, but it is absolutely not allowed to fix the optical fiber on the outside of the side plate to avoid affecting the accuracy and stability of temperature measurement.
In the wider area inside the bus duct, S-winding can be used to lay optical fibers, which can increase the contact area between the optical fibers and the bus duct, and improve the sensitivity and accuracy of temperature sensing.
End processing
Each distributed fiber optic temperature measurement host can connect multiple channels of temperature sensing fibers, and a fiber optic terminal box is installed at the end of each channel fiber optic cable, with approximately 10 meters of fiber optic cable reserved inside the terminal box. The optical fibers inside the terminal box do not undergo temperature measurement and mainly serve the purpose of positioning testing.
（2） Data collection and processing
الحصول على البيانات
The distributed fiber optic host injects optical signal pulses into the fiber optic cable, and the post Raman scattering light generated during the transmission of the optical signal in the fiber optic cable carries temperature information. These optical signals will be reflected back to the fiber optic temperature measurement host. يحصل المضيف على البيانات المتعلقة بدرجة الحرارة عن طريق استقبال إشارات الضوء المنعكسة.
معالجة البيانات
بعد تلقي إشارة الضوء المنعكسة, يقوم مضيف قياس درجة حرارة الألياف الضوئية أولاً بإجراء التحويل الكهروضوئي لتحويل الإشارة الضوئية إلى إشارة كهربائية. ثم, يتم تضخيم الإشارة الكهربائية لتعزيز قوتها للتحليل اللاحق. بعد ذلك, من خلال تحليل الطول الموجي وتغير التردد للتغذية المرتدة, يتم حساب بيانات درجة الحرارة على أساس العلاقة بين تشتت رامان ودرجة الحرارة. في نفس الوقت, يتم استخدام مبدأ تحديد موضع انعكاس المجال الزمني البصري لتحديد موقع الانحرافات في درجات الحرارة.
(3) مراقبة درجة الحرارة والتنبيه
مراقبة في الوقت الحقيقي
يمكن لنظام قياس درجة حرارة الألياف الضوئية الموزعة مراقبة تغيرات درجة الحرارة على طول قناة الناقل في الوقت الحقيقي. على واجهة المراقبة للنظام (مثل الموزعة نظام مراقبة درجة حرارة الألياف الضوئية مثبتة على مضيف جهاز الكمبيوتر), يمكن عرض بيانات درجة الحرارة لخط مد كابلات الألياف الضوئية على شكل منحنيات توزيع درجة الحرارة, منحنيات تغير درجات الحرارة لكل نقطة مع مرور الوقت, إلخ., مما يجعلها ملائمة للمستخدمين لفهم حالة درجة حرارة قناة الناقل بشكل حدسي.
إعدادات التنبيه
يمكن للمستخدمين ضبط قيم التحذير والإنذار بناءً على المواقف الفعلية. عندما تتجاوز درجة الحرارة قيمة التحذير, يمكن للنظام إصدار إشارة تحذير لتذكير الموظفين بالانتباه إلى التغيرات في درجات الحرارة في قناة الحافلة. عندما تتجاوز درجة الحرارة قيمة التنبيه, سوف يصدر النظام إشارات إنذار أقوى, مثل أجهزة الإنذار الصوتية والضوئية, ويمكنه أيضًا إخطار الموظفين المعنيين عبر الرسائل النصية القصيرة وغيرها من الوسائل. يمكن أن تشمل أنواع الإنذارات إنذارًا بدرجة حرارة ثابتة (إنذار عندما تصل نقطة معينة إلى درجة حرارة معينة), إنذار اختلاف درجات الحرارة الإقليمية (إنذار عندما يكون الفرق في درجة الحرارة في منطقة معينة كبيرًا جدًا), إنذار ارتفاع درجة الحرارة السريع (إنذار عندما تكون سرعة ارتفاع درجة الحرارة سريعة جدًا), إنذار كسر الألياف (إنذار عند كسر الألياف), إنذار خلل في الجهاز, إلخ. يتم تصور هذه الإنذارات لتسهيل المستخدمين على تحديد المشاكل بسرعة.

3、 المعدات الموصى بها لقياس الألياف الضوئية الموزعة لدرجة حرارة قناة الناقل
(1) نظام قياس درجة حرارة الألياف الضوئية الموزع بتقنية Fuzhou Yingnuo
تكوين النظام ووظائفه
وهو يتألف من قياس درجة الحرارة الألياف الضوئية, مضيف قياس درجة الحرارة, بوابة, منصة النظام وأجزاء أخرى. يستخدم مضيف قياس درجة الحرارة مضيف قياس درجة حرارة الألياف الضوئية من الفئة M, والتي لديها مؤشرات أداء جيدة. يمكن لآلة إدارة الاتصالات تحميل بيانات مضيف قياس درجة حرارة الألياف الضوئية إلى منصة النظام من خلال آلة إدارة الاتصالات.
خصائص الأداء
يتميز هذا النظام بخصائص مقاومة اللهب, مقاومة الانفجار, مقاومة التآكل, مقاومة الجهد العالي, مقاومة المجال الكهرومغناطيسي قوية, مقاومة الإشعاع, وأداء قوي ضد التدخل. يمكنه قياس درجة الحرارة بدقة في مواقع مختلفة في اتجاه وضع الألياف المستشعرة لدرجة الحرارة وتحديد الحالات الشاذة في درجة الحرارة, والقيام بوظائف مثل الحصول على الإشارة, تحليل بيانات معالجة الإشارات, أكثر من إنذار درجة الحرارة, ونقل البيانات للنظام بأكمله. دقة قياس درجة الحرارة للنظام عالية, الوصول إلى ± 0.05 درجه مئوية, ويمكن أن تصل دقة تحديد المواقع إلى 0.05 متر. يمكن قياس الألياف الضوئية المتعددة في وقت واحد, ووفقا للاحتياجات الفعلية, هناك 4, 8, 12, و 16 القنوات للاختيار من بينها. ويمكنه قياس التغيرات في درجة حرارة الجسم المراقب في كل مرة 1 متر (5 سم) نقطة في الوقت الحقيقي.
(2) قناة حافلة مكثفة الطاقة DTS موزعة للألياف الضوئية
أداء المضيف
العلامة التجارية هي شركة Fuzhou Yingnuo Electronic Technology Co., المحدودة., أنتجت في فوجيان, الصين. يصل وقت العمل المستمر 50000 ساعات, والنموذج هو fjnno.com. تشمل طرق التثبيت التركيب على الحائط, شنت الرف, والخيارات المثبتة على الخزانة. نطاق قياس درجة الحرارة هو (-200-700) درجه مئوية, والحد الأقصى لمعدل معالجة البيانات هو 4 جيجابايت/ثانية. يمكن توصيل الشاشة الخارجية بجهاز كمبيوتر صناعي عبر كابل RJ45 Ethernet, or alternatively equipped with a 4.3-10 inch LCD screen to display temperature curves, temperature measurement cable construction quality, network information, equipment self check, equipment information display, alarm recording, equipment silencing and other functional units. The maximum measurement channel is 16 القنوات (عادي 4 القنوات), which can be used to measure objects such as bus ducts, pipe gallery tunnels, خطوط أنابيب النفط والغاز, and also supports customized processing.

4、 Case study on distributed fiber optic measurement of bus duct temperature
Taking two commercial building projects as an example.
نظرة عامة على المشروع
These two commercial buildings have a total construction area of over 10000 متر مربع, مع 2 underground floors and 27 above ground floors, and are commercial office complexes. هناك ما مجموعه 27 قنوات الحافلات بطول إجمالي يزيد عن 3600 متر, وحوالي 1700 وتم مسح نقاط المراقبة الهامة في الموقع.

تطبيق نظام قياس درجة حرارة الألياف الضوئية الموزعة
يطبق هذا المشروع نظام قياس درجة حرارة الألياف الضوئية الموزعة. تم تركيب مضيف قياس درجة حرارة الألياف الضوئية بمستوى 1 متر وآلة إدارة الاتصالات في الصندوق المثبت على الحائط لغرفة المراقبة تحت الأرض, مع ألياف استشعار لدرجة الحرارة بطول 5500 متر موضوعة على طول سطح قناة الناقل. دائرة أكثر من 1 يتم لف جهاز القياس حول لوحة الغطاء عند وصلة قناة الناقل للتأكد من أن كل موصل يمكنه قياس درجة حرارة لوحة الغطاء.
وظائف النظام وتأثيراته
وظيفة التنبيه: يحتوي النظام على وظائف إنذار بصري مثل إنذار درجة الحرارة الثابتة, إنذار اختلاف درجات الحرارة الإقليمية, إنذار ارتفاع درجة الحرارة السريع, إنذار كسر الألياف, and device abnormality alarm. When the temperature of the bus duct is abnormal, an alarm signal can be promptly and accurately issued to notify relevant personnel for handling, avoiding the occurrence of safety accidents.
وظيفة العرض: It can display the full range partition map, temperature distribution curve, and temperature variation curve of monitoring points over time. This allows the staff to intuitively understand the distribution of temperature in the bus duct and the trend of temperature changes over time, which is helpful for analyzing the operating status of the bus duct.
وظيفة الاستعلام: It can query and display historical data, and directly query device information, معلمات التشغيل, معلومات إحصائية, إلخ. على مخطط النظام. Facilitating staff to analyze historical temperature data of bus ducts, such as analyzing temperature change patterns and identifying potential problems and hazards.
وظيفة التحليل: By displaying historical trends, evaluate future trends and provide maintenance reference information. This helps to develop a reasonable maintenance plan and prevent potential faults in the bus duct in advance.
Real time performance: يقوم النظام بمراقبة درجة حرارة منطقة الاختبار في الوقت الحقيقي 7 × 24 ساعات, promptly detects and locates temperature anomalies, and achieves early warning. This is crucial for ensuring the safe operation of the bus duct, as the high voltage and current inside the bus duct can lead to serious safety accidents if the temperature is too high.
5、 Precautions for distributed fiber optic measurement of bus duct temperature
（1） Precautions during installation
Bus duct status
Before installing the distributed fiber optic measurement device, من الضروري التأكد من أن قناة الحافلة في حالة انقطاع التيار الكهربائي لتجنب الحوادث غير الضرورية الناجمة عن التداخل الحالي, مع ضمان سلامة موظفي التثبيت أيضًا.
تثبيت الألياف الضوئية
يجب أن يكون تثبيت الألياف الضوئية مستقرًا ويلبي المتطلبات. إذا كان يجب تثبيت الألياف الضوئية على السطح العلوي أو السفلي للقضيب وفقًا للوائح (في حالات خاصة), لا يمكن تثبيته على الجزء الخارجي من اللوحة الجانبية. في اتصال بسبار, يجب أن يتم لف الألياف الضوئية وتثبيتها وفقًا للوائح لضمان اتساق طول تركيب الألياف الضوئية المستشعرة لدرجة الحرارة عند كل توصيل, مما يساعد على ضمان دقة القياس وأعمال المعايرة والتصحيح اللاحقة.
الاتصال والأسلاك
When connecting equipment such as fiber optic terminal boxes, it is important to ensure a secure connection to prevent any looseness that may affect signal transmission. The wiring should be neat and reasonable, avoiding situations such as fiber compression and excessive bending. في نفس الوقت, the uniformity of wiring should be considered to facilitate subsequent maintenance and management work.
（2） Precautions during use
Temperature alarm setting
Users should set warning and alarm values reasonably based on the actual operation and design requirements of the bus duct. If the alarm value is set too low, false alarms may occur; If set too high, temperature anomalies may not be detected in a timely manner, leading to safety hazards.
صيانة المعدات
Regularly maintain the equipment of the distributed fiber optic temperature measurement system, including inspecting the temperature measurement host, fiber optic equipment, and other devices. Check the operating status of the temperature measurement host, such as whether data processing is normal, whether communication is normal, إلخ; Check whether the optical fiber is damaged, aged, إلخ., and replace or repair it in a timely manner if there are any problems.
Data monitoring and analysis
Regularly analyze the monitored temperature data, not only focusing on whether the current temperature value is normal, but also analyzing the trend of temperature changes. على سبيل المثال, if it is found that the temperature in a certain area, although not exceeding the alarm value, shows a continuous upward trend, it also needs to be taken seriously and further checked.

مستشعر درجة حرارة الألياف الضوئية, نظام مراقبة ذكي, الشركة المصنعة للألياف الضوئية الموزعة في الصين