So verwenden Sie verteilte Glasfasern zur Messung der Buskanaltemperatur

Der Verteiltes faseroptisches Temperaturmesssystem verwendet temperaturempfindliche Fasern, die im Buskanal verlegt sind, und nutzt den Raman-Streueffekt und das Positionierungsprinzip der optischen Zeitbereichsreflexion, um Temperaturänderungen entlang des Buskanals in Echtzeit zu überwachen und genau zu lokalisieren.

1、 Das Prinzip von Verteilte faseroptische Messung der Buskanaltemperatur
Die verteilte Messung der Buskanaltemperatur über optische Fasern basiert hauptsächlich auf dem Raman-Streueffekt von optischen Fasern und dem Prinzip der optischen Zeitbereichsreflektometrie (OTDR) Positionierung.

Wenn ein verteilter Glasfaser-Host optische Signalimpulse in das Glasfaserkabel einspeist, Das optische Signal unterliegt während der Übertragung innerhalb des Glasfaserkabels einer Post-Raman-Streuung. Wenn eine bestimmte Position der optischen Faser durch äußere Wärme beeinträchtigt wird, Die Photonenenergie an dieser Position ändert sich, Dadurch entsteht Streulicht unterschiedlicher Wellenlänge. Aufgrund des engen Zusammenhangs zwischen Wellenlänge und Temperatur, Temperaturinformationen können durch Analyse der Wellenlänge und Frequenzverschiebung des zurückgesandten Streulichts erhalten werden.

In der Zwischenzeit, durch Nutzung des Prinzips der optischen Zeitbereichsreflexionspositionierung, Der Ort, an dem Temperaturänderungen auftreten, kann bestimmt werden. Wenn Licht in optischen Fasern übertragen wird, es wird an verschiedenen Positionen reflektiert. Durch Messung der Zeitverzögerung des reflektierten Lichts, Die Position jedes Punktes auf der Faser kann bestimmt werden. Durch Kombination der aus der Raman-Streuung erhaltenen Temperaturinformationen mit der Positionierung der optischen Reflexion im Zeitbereich, Die Temperaturverteilung entlang des Glasfaserkabels kann ermittelt werden, Dadurch wird eine verteilte Messung der Temperatur im Sammelschienenkanal erreicht. Diese Messmethode kann für jeden Temperaturmesspunkt präzise sein, Erzielung einer Echtzeitüberwachung der Temperatur des gesamten Buskanals. Zum Beispiel, in einigen großen Energiesystemen, Der Buskanal kann mehrere Kilometer lang sein, und die verteilte Glasfaser Das Temperaturmesssystem kann die Temperatur in bestimmten Entfernungen genau messen (beispielsweise ein Abtastintervall von 0.4 Meter), und die Positionierungsgenauigkeit erreichen kann 1 Meter oder noch höher.

2、 Methode für Verteilte faseroptische Messung der Buskanaltemperatur
(1) Glasfaserverlegung
Entlang der Richtung des Sammelschienenstromkreises verlegen
Bei der Verlegung verteilter Glasfasergeräte in Sammelschienenkanälen, Sie sollten in Richtung des Busstromkreises verlegt werden, um eine umfassende Temperaturüberwachung zu gewährleisten. Glasfaserkabel müssen verschiedene Teile des Sammelschienenkanals durchdringen und den Hauptbereich des Sammelschienenkanals abdecken, um vollständige Temperaturinformationen zu erhalten.
Busverbindung-Entsorgung
An jedem Sammelschienenanschluss, Die temperaturempfindliche optische Faser wird in einen Temperaturmessring gewickelt. Der Zweck besteht darin, die Temperatursituation dieser wichtigen Teile genauer zu überwachen. Der Lichtwellenleiter wird direkt auf der Oberfläche des Anschlussdeckels befestigt, normalerweise dreimal gewickelt, und dann mit hochtemperaturbeständigem Klebeband fixiert. Berücksichtigung der Einheitlichkeit der Verkabelung und der anschließenden Kalibrierung und Fehlerbehebung, Die Installationslänge der optischen Fasern zur Temperaturmessung an jeder Verbindung sollte konsistent sein.
Feste Position der Glasfaser
Der Lichtwellenleiter sollte fest auf der Oberseite der Sammelschiene befestigt sein, wie in den meisten Fällen, Dieses Layout kann Temperaturänderungen effektiver erfassen. Natürlich, wenn Einschränkungen hinsichtlich des Installationsortes bestehen, Je nach Situation kann der Lichtwellenleiter auch an der Unterseite der Sammelschiene befestigt werden, Es ist jedoch absolut nicht zulässig, den Lichtwellenleiter an der Außenseite der Seitenplatte zu befestigen, um die Genauigkeit und Stabilität der Temperaturmessung nicht zu beeinträchtigen.
Im weiteren Bereich innerhalb des Buskanals, Mit der S-Wicklung können Lichtwellenleiter verlegt werden, Dadurch kann die Kontaktfläche zwischen den Lichtwellenleitern und dem Buskanal vergrößert werden, und die Empfindlichkeit und Genauigkeit der Temperaturmessung verbessern.
Verarbeitung beenden
Jeder verteilte faseroptische Temperaturmess-Host kann mehrere Kanäle von Temperaturerfassungsfasern verbinden, und am Ende jedes Kanal-Glasfaserkabels ist ein Glasfaser-Anschlusskasten installiert, mit ca 10 Meter Glasfaserkabel sind im Anschlusskasten reserviert. Die Lichtwellenleiter im Klemmenkasten werden keiner Temperaturmessung unterzogen und dienen hauptsächlich der Positionierungsprüfung.
(2) Datenerhebung und -verarbeitung
Datenerfassung
Der verteilte Glasfaser-Host speist optische Signalimpulse in das Glasfaserkabel ein, und das Post-Raman-Streulicht, das während der Übertragung des optischen Signals im Glasfaserkabel erzeugt wird, trägt Temperaturinformationen. Diese optischen Signale werden zum faseroptischen Temperaturmess-Host zurückreflektiert. Durch den Empfang dieser reflektierten Lichtsignale erhält der Host temperaturbezogene Daten.
Datenverarbeitung
Nach Empfang des reflektierten Lichtsignals, Der faseroptische Temperaturmess-Host führt zunächst eine fotoelektrische Umwandlung durch, um das Lichtsignal in ein elektrisches Signal umzuwandeln. Dann, Das elektrische Signal wird verstärkt, um seine Stärke für die nachfolgende Analyse zu erhöhen. Nachher, durch Analyse der Wellenlänge und Frequenzverschiebung der Rückkopplung, Temperaturdaten werden basierend auf der Beziehung zwischen Raman-Streuung und Temperatur berechnet. Gleichzeitig, Zur Bestimmung der Lage von Temperaturanomalien wird das Prinzip der optischen Zeitbereichsreflexionspositionierung genutzt.
(3) Temperaturüberwachung und Alarm
Echtzeitüberwachung
Das verteilte faseroptische Temperaturmesssystem kann die Temperaturänderungen entlang des Buskanals in Echtzeit überwachen. Auf der Überwachungsschnittstelle des Systems (wie die verteilte Glasfaser-Temperaturüberwachungssystem auf dem PC-Host installiert), Temperaturdaten der Glasfaserkabel-Verlegelinie können in Form von Temperaturverteilungskurven dargestellt werden, Temperaturverlaufskurven jedes Punktes über die Zeit, usw., Dadurch ist es für Benutzer bequem, den Temperaturstatus des Sammelschienenkanals intuitiv zu verstehen.
Alarmeinstellungen
Benutzer können Warn- und Alarmwerte basierend auf tatsächlichen Situationen festlegen. Wenn die Temperatur den Warnwert überschreitet, Das System kann ein Warnsignal ausgeben, um das Personal daran zu erinnern, auf Temperaturänderungen im Buskanal zu achten. Wenn die Temperatur den Alarmwert überschreitet, Das System gibt stärkere Alarmsignale aus, wie Ton- und Lichtalarme, und kann sogar relevantes Personal per SMS und auf andere Weise benachrichtigen. Alarmtypen können einen Konstanttemperaturalarm umfassen (Alarm, wenn ein bestimmter Punkt eine bestimmte Temperatur erreicht), Alarm für regionale Temperaturunterschiede (Alarm, wenn der Temperaturunterschied in einem bestimmten Bereich zu groß ist), Alarm bei schnellem Temperaturanstieg (Alarm, wenn die Temperaturanstiegsgeschwindigkeit zu schnell ist), Faserbruchalarm (Alarm bei Faserbruch), Geräteanomalie-Alarm, usw. Diese Alarme werden visualisiert, um Benutzern die schnelle Lokalisierung von Problemen zu erleichtern.

3、 Empfohlene Ausrüstung für die verteilte faseroptische Messung der Buskanaltemperatur
(1) Verteiltes faseroptisches Temperaturmesssystem von Fuzhou Yingnuo Technology
Systemzusammensetzung und Funktionen
Es besteht aus einer optischen Temperaturmessfaser, Temperaturmesshost, Tor, Systemplattform und andere Teile. Der Temperaturmess-Host verwendet einen faseroptischen Temperaturmess-Host der M-Klasse, das über gute Leistungsindikatoren verfügt. Die Kommunikationsverwaltungsmaschine kann die Daten des faseroptischen Temperaturmesshosts über die Kommunikationsverwaltungsmaschine auf die Systemplattform hochladen.
Leistungsmerkmale
Dieses System weist die Eigenschaften der Flammwidrigkeit auf, Explosionsbeständigkeit, Korrosionsbeständigkeit, hohe Spannungsfestigkeit, starker Widerstand gegen elektromagnetische Felder, Strahlungsbeständigkeit, und starke Anti-Interferenz-Leistung. Es kann die Temperatur an verschiedenen Positionen in Richtung der Temperatursensorfaserverlegung genau messen und Temperaturanomalien lokalisieren, und übernehmen Funktionen wie die Signalerfassung, Signalverarbeitungsdatenanalyse, Übertemperaturalarm, und Datenübertragung für das gesamte System. Die Temperaturmessgenauigkeit des Systems ist hoch, ± erreichen 0.05 ℃, und die Positionierungsgenauigkeit kann 0,05 m erreichen. Es können mehrere Lichtwellenleiter gleichzeitig gemessen werden, und je nach tatsächlichem Bedarf, es gibt 4, 8, 12, Und 16 Kanäle zur Auswahl. Und es kann jederzeit die Temperaturänderungen des überwachten Objekts messen 1 Meter (5 Zentimeter) Punkt in Echtzeit.
（2） Energieintensiver Buskanal-DTS-verteilter Glasfaser-Host
Leistung des Gastgebers
Die Marke ist Fuzhou Yingnuo Electronic Technology Co., Ltd., Hergestellt in Fujian, China. Die kontinuierliche Arbeitszeit erreicht 50000 Std., und das Modell ist fjnno.com. Zu den Installationsmethoden gehört die Wandmontage, Rack montiert, und schrankmontierte Optionen. Der Temperaturmessbereich beträgt (-200-700) ℃, und die maximale Datenverarbeitungsrate beträgt 4GByte/Sekunde. Das externe Display kann über ein RJ45-Ethernet-Kabel an einen Industriecomputer angeschlossen werden, oder alternativ ausgestattet mit a 4.3-10 Zoll-LCD-Bildschirm zur Anzeige von Temperaturkurven, Qualität der Temperaturmesskabelkonstruktion, Netzwerkinformationen, Selbsttest der Ausrüstung, Anzeige von Geräteinformationen, Alarmaufzeichnung, Geräteschalldämpfung und andere Funktionseinheiten. Der maximale Messkanal beträgt 16 Kanäle (typisch 4 Kanäle), mit dem Objekte wie Buskanäle vermessen werden können, Rohrstollentunnel, Öl- und Gaspipelines, und unterstützt auch die kundenspezifische Verarbeitung.

4、 Fallstudie zur verteilten faseroptischen Messung der Buskanaltemperatur
Am Beispiel zweier Gewerbebauprojekte.
Projektübersicht
Diese beiden Gewerbebauten verfügen über eine Gesamtbaufläche von über 10000 Quadratmeter, mit 2 Untergeschosse und 27 Obergeschosse, und sind gewerbliche Bürokomplexe. Es gibt insgesamt 27 Buskanäle mit einer Gesamtlänge von über 3600 Meter, und ungefähr 1700 Wichtige Überwachungspunkte wurden vor Ort vermessen.

Anwendung eines verteilten faseroptischen Temperaturmesssystems
Dieses Projekt wendet ein verteiltes faseroptisches Temperaturmesssystem an. Der 1 m lange Glasfaser-Temperaturmesshost und die Kommunikationsverwaltungsmaschine sind im Wandkasten des unterirdischen Überwachungsraums installiert, mit einer Temperaturmessfaserlänge von 5500 m, die entlang der Oberfläche des Buskanals verlegt ist. Ein Kreis von mehr als 1 Am Anschluss des Buskanals ist ein Messgerät um die Abdeckplatte gewickelt, um sicherzustellen, dass jeder Anschluss die Temperatur der Abdeckplatte messen kann.
Systemfunktionen und -effekte
Alarmfunktion: Das System verfügt über visuelle Alarmfunktionen wie einen Konstanttemperaturalarm, Alarm für regionale Temperaturunterschiede, Alarm bei schnellem Temperaturanstieg, Faserbruchalarm, und Geräteanomaliealarm. Wenn die Temperatur des Buskanals anormal ist, Ein Alarmsignal kann umgehend und genau ausgegeben werden, um das zuständige Personal zur Handhabung zu benachrichtigen, Vermeidung von Sicherheitsunfällen.
Anzeigefunktion: Es kann die vollständige Partitionskarte anzeigen, Temperaturverteilungskurve, und Temperaturverlaufskurve der Überwachungspunkte im Zeitverlauf. Dadurch kann das Personal die Temperaturverteilung im Buskanal und den Trend der Temperaturänderungen im Zeitverlauf intuitiv verstehen, Dies ist hilfreich für die Analyse des Betriebszustands des Sammelschienenkanals.
Abfragefunktion: Es kann historische Daten abfragen und anzeigen, und Geräteinformationen direkt abfragen, Betriebsparameter, statistische Informationen, usw. auf dem Anlagendiagramm. Erleichterung der Analyse historischer Temperaturdaten von Buskanälen durch das Personal, wie die Analyse von Temperaturänderungsmustern und die Identifizierung potenzieller Probleme und Gefahren.
Analysefunktion: Durch die Darstellung historischer Trends, Bewerten Sie zukünftige Trends und stellen Sie Referenzinformationen zur Wartung bereit. Dies hilft, einen sinnvollen Wartungsplan zu entwickeln und potenzielle Fehler im Buskanal im Voraus zu verhindern.
Leistung in Echtzeit: Das System überwacht die Temperatur des Testbereichs in Echtzeit 7 × 24 Std., erkennt und lokalisiert Temperaturanomalien umgehend, und erreicht eine Frühwarnung. Dies ist entscheidend für den sicheren Betrieb des Sammelschienenkanals, da die hohe Spannung und der hohe Strom im Buskanal bei zu hohen Temperaturen zu schweren Sicherheitsunfällen führen können.
5、 Vorsichtsmaßnahmen für die verteilte faseroptische Messung der Buskanaltemperatur
(1) Vorsichtsmaßnahmen während der Installation
Buskanalstatus
Vor der Installation des verteilten Glasfasermessgeräts, Es muss sichergestellt werden, dass der Buskanal ausgeschaltet ist, um unnötige Unfälle durch Stromstörungen zu vermeiden, Gleichzeitig wird die Sicherheit des Montagepersonals gewährleistet.
Glasfaserfixierung
Die Befestigung von Lichtwellenleitern sollte stabil sein und den Anforderungen genügen. Wenn der Lichtwellenleiter vorschriftsmäßig auf der Ober- oder Unterseite der Sammelschiene befestigt werden soll (in besonderen Fällen), Es kann nicht an der Außenseite der Seitenplatte befestigt werden. Am Sammelschienenanschluss, Die optische Faser sollte gemäß den Vorschriften aufgewickelt und befestigt werden, um sicherzustellen, dass die Installationslänge der temperaturempfindlichen optischen Faser an jeder Verbindung konsistent ist, Dies trägt dazu bei, die Genauigkeit der Messung und der anschließenden Kalibrierungs- und Debugging-Arbeiten sicherzustellen.
Anschluss und Verkabelung
Beim Anschluss von Geräten wie Glasfaser-Anschlusskästen, Es ist wichtig, eine sichere Verbindung sicherzustellen, um Lockerungen zu vermeiden, die die Signalübertragung beeinträchtigen könnten. Die Verkabelung sollte ordentlich und sinnvoll sein, Vermeidung von Situationen wie Faserkompression und übermäßiger Biegung. Gleichzeitig, Um spätere Wartungs- und Verwaltungsarbeiten zu erleichtern, sollte auf eine einheitliche Verkabelung geachtet werden.
(2) Vorsichtsmaßnahmen während des Gebrauchs
Einstellung des Temperaturalarms
Benutzer sollten Warn- und Alarmwerte angemessen auf der Grundlage der tatsächlichen Betriebs- und Designanforderungen des Sammelschienenkanals einstellen. Wenn der Alarmwert zu niedrig eingestellt ist, Es kann zu Fehlalarmen kommen; Wenn zu hoch eingestellt, Temperaturanomalien werden möglicherweise nicht rechtzeitig erkannt, zu Sicherheitsrisiken führen.
Wartung der Ausrüstung
Warten Sie regelmäßig die Ausrüstung des verteilten faseroptischen Temperaturmesssystems, einschließlich der Inspektion des Temperaturmess-Hosts, Glasfaserausrüstung, und andere Geräte. Überprüfen Sie den Betriebsstatus des Temperaturmess-Hosts, etwa ob die Datenverarbeitung normal ist, ob die Kommunikation normal ist, usw; Prüfen Sie, ob der Lichtwellenleiter beschädigt ist, gealtert, usw., und bei Problemen rechtzeitig austauschen oder reparieren.
Datenüberwachung und -analyse
Analysieren Sie regelmäßig die überwachten Temperaturdaten, Konzentrieren Sie sich nicht nur darauf, ob der aktuelle Temperaturwert normal ist, sondern auch die Analyse des Trends von Temperaturänderungen. Zum Beispiel, wenn festgestellt wird, dass die Temperatur in einem bestimmten Bereich, obwohl der Alarmwert nicht überschritten wird, zeigt einen kontinuierlichen Aufwärtstrend, Es muss auch ernst genommen und weiter überprüft werden.

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