케이블 온도를 어떻게 측정합니까??-이노

분산형 광섬유 온도 측정 시스템은 광섬유 케이블 내 레이저 펄스의 라만 산란 효과를 통해 안티스토크스광과 스톡스광의 세기 비율을 측정하는 시스템입니다., 이를 통해 케이블의 각 지점에서 온도를 결정합니다..

1、 원리 분산 광섬유 케이블 온도 측정

분산 광섬유 케이블 온도 측정은 자발적 라만 산란 효과 및 광학 시간 영역 반사 측정법을 기반으로 합니다. (OTDR) 기술.
라만 산란 효과: 고출력 협폭 펄스 레이저 LD가 감지 광섬유에 입사되면, 레이저와 섬유 분자 사이의 상호 작용은 극도로 약한 후방 산란광을 생성합니다., 세 가지 파장을 포함하는: 레일리, 안티 스톡스, 그리고 스톡스 라이트. 그 중, 안티 스톡스 조명은 온도에 민감하며 신호등으로 사용할 수 있습니다.; 스톡스 조명은 온도에 민감하지 않으며 참조 조명으로 사용할 수 있습니다.. 섬유 분자의 열 진동으로 인해 라만 산란이 발생합니다., 결과적으로 스톡스 광과 반 스톡스 광이 형성됩니다.. 안티 스톡스 광 신호의 강도는 온도에 따라 달라집니다., 광 도파관의 임의 지점의 온도는 스톡스 광 신호 강도에 대한 안티 스톡스 광 신호의 비율에 의해 결정될 수 있습니다.. 예를 들어, 케이블의 온도가 특정 지점에서 상승하면, 해당 지점에서 안티 스톡스 빛의 강도는 그에 따라 변경됩니다.. 스톡스광의 강도와 비교, 계산함으로써, 온도 값을 얻을 수 있습니다. 라만 산란 효과를 이용한 온도 측정 방법은 정확도가 높은 특성을 가지며 케이블 온도 모니터링 요구 사항을 충족할 수 있습니다..
OTDR 기술: 위치 결정은 OTDR 기술을 기반으로 합니다.. 광섬유에서 빛이 전달될 때, 산란은 섬유의 미세한 굴절률 불균일로 인해 발생합니다.. 고속 데이터 수집을 사용하여 산란된 신호의 에코 시간을 측정합니다., 산란된 신호에 해당하는 광섬유의 위치를 확인할 수 있습니다.. 광섬유에서는 빛의 전달 속도가 고정되어 있기 때문에, 빛 펄스의 방출부터 수신까지의 시간을 측정하여, 산란이 발생하는 위치를 정확하게 계산할 수 있습니다., 이를 통해 광섬유를 따라 온도 측정 지점을 배치할 수 있습니다.. 예를 들어, 특정 장소에 온도 이상이 발생한 경우 10 킬로미터 길이의 광섬유 케이블, OTDR 기술은 광섬유 케이블에서 해당 위치의 특정 좌표를 정확하게 찾을 수 있습니다.. 이 기술은 분산 광섬유 온도만 측정하는 것이 아닌 온도 측정 시스템, 온도 이상 위치를 정확하게 찾아낼 수도 있습니다., 이는 적시에 케이블의 로컬 핫스팟을 감지할 수 있기 때문에 케이블 온도 모니터링에 매우 중요합니다., 상응하는 조치를 취하기가 더 쉬워졌습니다..

분산 광섬유 모니터링

2、 케이블 온도의 분산 광섬유 측정 방법

광섬유 부설: 첫째로, 광섬유 케이블은 케이블 주변이나 케이블 내부에 배치되어야 합니다.. 케이블이 다층 구조인 경우, 도체층과 같은, 절연층, 완충층, 방수층, 그리고 외피는 안쪽에서 바깥쪽으로 순서대로 배열되어 있습니다., 온도 측정의 정확성에 대한 섬유 배치 위치의 영향을 고려해야 합니다.. 일반적으로 말하면, 광섬유가 가능한 열원에 가까울수록 (도체층과 같은), 온도변화에 더 민감하다. 하지만, 케이블 작동 중 물리적 요인으로 인해 광섬유가 손상되는 것을 방지하는 것도 필요합니다. (케이블 벤딩과 같은, 스트레칭, 등.). 일부 실제 응용 분야에서는, 케이블 터널과 같은, 광섬유는 케이블 트레이를 따라 배치하거나 케이블 트렌치의 케이블과 평행하게 배치하여 광섬유가 케이블 주변의 온도 장과 완전히 접촉할 수 있도록 할 수 있습니다..
신호 획득 및 처리: 고출력 협폭 펄스 레이저 펄스 LD가 감지 섬유에 입사됩니다., 후방 산란광 생성. 안티 스톡스 및 스톡스 광은 스플리터 모듈 WF를 통과합니다., 레일리 산란광을 분리, 동일한 검출기에 의해 수신됩니다. (APD). 이 두 광도의 비율을 측정하고 계산하여 온도정보를 얻습니다.. 이 과정에서는 약한 산란광 신호를 정확하게 구별하고 처리하기 위해 고정밀 감지 장비와 신호 처리 알고리즘이 필요합니다.. 데이터 수집 측면에서, 데이터 수집의 빈도와 정확성이 케이블 온도 모니터링 요구 사항을 충족하는지 확인해야 합니다.. 예를 들어, 급격한 온도 변화가 있는 케이블 환경에서, 적시에 온도의 동적 변화를 포착하려면 더 높은 수집 빈도가 필요합니다..
온도 계산 및 위치 지정: 수신된 안티 스톡스 및 스톡스 광 강도의 비율에 따라, 미리 결정된 수학적 모델을 사용하여 온도 값을 계산합니다.. 동시에, 광학 시간 영역 반사 측정법 (OTDR) 기술은 광섬유에서 온도 측정 지점의 위치를 결정하는 데 사용됩니다., 이를 통해 온도와 위치 사이의 일대일 대응을 달성합니다.. 온도를 계산할 때, 광섬유의 광학적 특성을 고려할 필요가 있습니다., 레이저 펄스의 매개변수, 측정 결과에 영향을 미치는 환경적 요인. 예를 들어, 광섬유의 손실, 레이저 펄스의 전력 변동, 및 기타 요인은 모두 광도 비율의 정확성에 영향을 미칠 수 있습니다., 온도 계산의 정확성에 영향을 미치게 됩니다.. 포지셔닝 측면에서, 케이블에 온도 이상 현상이 발생할 경우 해당 위치를 정확하게 찾을 수 있도록 위치 결정의 정확성을 보장해야 합니다..

3、 케이블 온도의 분산 광섬유 측정을 위한 기기 및 장비

분산 광섬유 온도 측정 호스트:
분산광섬유 온도측정 시스템의 핵심 장비입니다.. 고출력 협폭 펄스 레이저 펄스를 생성하고 이를 감지 섬유에 결합할 수 있습니다.. 예를 들어, DTS8000 측정 호스트는 감지 섬유에 결합된 고속 협폭 펄스 반도체 레이저 펄스를 사용할 수 있습니다.. 필터링을 통해, 감지, 광섬유의 약한 후방 산란 신호에 대한 고속 데이터 수집 및 분석, 온도에 민감한 안티 스톡스 신호와 온도에 민감한 스톡스 신호를 얻을 수 있습니다., 이를 통해 실시간으로 섬유를 따라 분포된 정확한 온도 정보를 얻습니다..
신호처리 등 다양한 기능을 가지고 있습니다., 신호 분석, 고온 경고, 및 데이터 전송. 수집된 광신호를 처리 및 분석이 가능합니다., 사전 설정된 알고리즘을 기반으로 온도 값을 계산합니다., 온도 이상이 있는지 확인합니다.. 비정상적인 상황이 감지되면, 릴레이 출력은 외부 음향 및 조명 경보 장비 및 기타 연결 장치를 신속하게 구동하여 비정상적인 상황을 적시에 효과적으로 처리할 수 있습니다..
온도 측정 호스트의 다양한 모델은 측정 거리에 차이가 있습니다., 측정 정확도, 측정 시간, 채널 수, 그리고 다른 측면. 예를 들어, 일부 호스트는 최대 30KM 또는 그 이상의 거리를 측정할 수 있습니다., ±의 측정 정확도 1 ℃, 약 3-15s의 측정 시간, 그리고 1-8 측정 채널.
열 광섬유 케이블:
신호 전송을 위한 캐리어이자 온도 감지 요소입니다.. 그 특성은 온도 측정의 정확성과 신뢰성에 직접적인 영향을 미칩니다.. 예를 들어, 광산 갑옷을 갖춘 온도 감지 광케이블, 난연제, 중앙 번들 튜브는 압축 강도가 좋습니다. (단기 3000, 장기 1500) 인장강도 및 인장강도, 탄광과 같은 특수 환경의 케이블 온도 모니터링에 적합.
다양한 유형의 광섬유 (단일 모드 및 다중 모드와 같은) 다양한 측정 시나리오에 사용할 수 있습니다.. 단일 모드 광섬유는 장거리 및 고정밀 온도 측정에 적합합니다.; 다중 모드 광섬유는 일부 단거리 및 비용에 민감한 애플리케이션 시나리오에서 이점을 갖습니다..
온도 감지 광케이블의 길이는 측정 요구 사항에 따라 결정됩니다., 길이는 수 킬로미터, 심지어는 수십 킬로미터에 달할 수도 있습니다., 더 긴 케이블 라인의 지속적인 온도 모니터링 가능.
기타 지원 장비:
스펙트럼 모듈 WF: 레일리 산란광을 분리하는 데 사용됨, 온도에 민감한 반 스톡스 신호광과 온도에 민감하지 않은 스톡스 기준광이 동일한 검출기에 의해 수신될 수 있도록 (APD), 후속 온도 계산을 위해 정확한 광도 신호 제공.
탐지기 (APD): 분할 모듈에 의해 처리된 안티 스톡스 신호광 및 스톡스 참조광 수신을 담당합니다., 후속 신호 처리 및 온도 계산을 위해 광 신호를 전기 신호로 변환합니다..

4、 분산형 광섬유 케이블 온도 측정의 실제 사례

케이블 터널의 화재 감지에 적용:
발전소, 철강공장 등에는 케이블 터널이 많이 존재합니다., 케이블 발열 및 결함으로 인해 화재가 발생하기 쉬운 케이블. 분산 광섬유 온도 측정 기술은 광학 시간 영역 반사 측정 원리를 기반으로 합니다. (OTDR) 광섬유의 역방향 라만 산란, 정확하게 할 수 있는 것, 때마침, 케이블 터널 내부 온도를 지속적으로 모니터링합니다.. 예를 들어, 케이블 터널에 감지 광섬유를 배치하여, 광섬유 호스트는 감지 광섬유 케이블에 레이저 빔을 방출하고 광섬유 케이블을 따라 다시 산란된 현장 실시간 온도 정보와 함께 실시간 라만 산란광을 수집합니다.. 이러한 광신호를 분석하고 처리하여 전체 광섬유 케이블의 온도 분포 정보를 얻습니다.. 온도가 미리 설정된 경보 값을 초과하는 경우, 광섬유 호스트는 화재 경보음과 빛 표시를 방출합니다., 화재 경보 컨트롤러에 경보 정보를 출력할 수 있습니다..
분산 광섬유 온도 측정 시스템의 구성에는 현장에 설치된 감지 광케이블이 포함됩니다., 그 기능은 현장 케이블 트레이의 온도와 주변 온도를 얻는 것입니다.; 각 분산 광섬유 온도 측정 호스트는 근접 원리에 따라 모니터링 룸이나 케이블 트레이 또는 터널에 설치됩니다. (현장에 직접 설치하는 경우, 보호 수준이 IP66인 실외 장비를 선택해야 합니다.), 감지 광섬유 케이블에서 측정한 온도를 실시간으로 수집하고 계산하는 역할을 담당합니다.; 모니터링 서버는 여러 온도 측정 호스트로부터 온도 데이터를 수집합니다., 백화점, 디스플레이, 관리하다, 복수, 수출, 온도 모니터링 소프트웨어를 실행하여 데이터를 인쇄합니다.. 또한 Modbus 프로토콜을 사용하여 화재 경보 컨트롤러와 연결하고 경보 신호를 화재 경보 컨트롤러에 직접 보낼 수 있습니다., 연계 달성.
통신전력 구축에 적용:
분산된 광섬유 온도 모니터링 시스템 통신전력동 전산실 온도 모니터링에 사용됩니다., 캐비닛 온도 모니터링 포함, 브리지 케이블, 및 지하 터널 케이블. 시스템에는 로컬 클라이언트가 포함되어 있습니다., 광섬유 온도 측정 호스트, 온도 감지 광케이블, 및 온도 측정 소프트웨어. 온도감지 광케이블을 통해 온도를 감지하여, 광섬유 온도 측정 호스트는 데이터를 수집하고 처리합니다., 온도 정보를 로컬 클라이언트 및 온도 측정 소프트웨어에 전송합니다., 실시간 온도 모니터링 실현, 추세 분석, 원격 경고 및 경보, 안전하고 안정적인 통신 운영 보장. 예를 들어, 전산실의 케이블 트레이 온도가 고부하로 인해 비정상적으로 상승한 경우, 그만큼 분산 광섬유 온도 모니터링 시스템 적시에 온도 변화를 감지할 수 있습니다., 소프트웨어를 통해 분석하여 경보 임계값에 도달했는지 확인합니다., 그리고 그것이 있다면, 검사 및 처리를 위해 관련 담당자에게 알리기 위해 경보 신호를 발령합니다., 통신장애나 케이블 온도 상승으로 인한 화재 등 안전사고를 예방할 수 있습니다..

5、 분산형 광섬유 케이블 온도 측정 시 주의사항

광섬유 부설 및 설치에 관하여:
광섬유의 부설 경로는 외부의 기계적 응력에 영향을 받지 않도록 합리적으로 계획되어야 합니다.. 광섬유가 과도하게 구부러진 경우, 뻗어, 또는 누워있는 과정에서 압축, 섬유질 손실이 증가할 수 있습니다., 광신호 전송에 영향을 미침, 온도 측정의 정확도가 떨어집니다.. 예를 들어, 케이블 트렌치에 광섬유를 놓을 때, 섬유를 위한 충분한 공간이 있는지 확인하기 위해 트렌치의 다른 장비나 잔해물에 의한 섬유의 압축에 주의를 기울여야 합니다..
광섬유와 케이블의 결합방식도 중요. 결합이 부적절할 경우, 케이블의 온도 변화를 정확하게 감지하지 못할 수도 있습니다.. 케이블에 광섬유를 설치할 때, 유형에 따라 적절한 결합 방법을 선택해야 합니다., 구조, 케이블의 작업 환경, 묶는 것과 같은, 붙여넣기, 또는 특수 고정 장치로 고정, 광섬유가 케이블과 밀접하게 접촉되어 효과적으로 열을 전도할 수 있는지 확인합니다..
장거리 광섬유 설치용, 광섬유 접합 문제를 고려해야 합니다.. 광섬유 스플라이스 포인트는 손실과 반사를 유발할 수 있습니다., 온도 측정에 영향을 미치는. 그러므로, 광섬유 접합 중에 접합 지점에서 손실을 최소화하려면 고품질 접합 장비 및 프로세스를 사용해야 합니다..
측정 시스템의 교정 및 유지 관리 측면에서:
분산 광섬유 온도 측정 시스템의 정기적인 교정은 측정 정확도를 보장하는 데 중요합니다.. 환경 온도의 잠재적인 영향으로 인해, 습기, 섬유 노화, 시스템의 측정 정확도에 대한 기타 요소, 표준 온도 소스를 사용하여 시스템을 정기적으로 교정해야 합니다.. 예를 들어, 시스템의 측정 결과는 알려진 온도의 일정한 온도 환경에서 비교 및 조정되어 측정 오류가 허용 범위 내에 있는지 확인할 수 있습니다..
온도 측정 호스트는 정기적인 유지 관리를 수행해야 합니다., 탐지기, 그리고 다른 장비. 장비의 작동상태를 확인하세요., 장비 표면을 청소하다, 먼지도 방지하고, 수증기, 등. 장비 내부로 유입되어 성능에 영향을 미치지 않도록. APD 감지기용, 광신호의 정확한 수신과 변환을 보장하기 위해 감도와 응답 속도를 정기적으로 점검해야 합니다..
온도 감지 광케이블에 대해서도 정기적인 검사를 실시하여 손상 여부를 확인해야 합니다., 파손, 또는 부식. 광케이블에 손상이 발견된 경우, 온도 측정의 연속성과 정확성을 보장하기 위해 적시에 수리하거나 교체해야 합니다..
환경적 요인의 영향을 보면:
환경 온도와 습도의 변화는 광섬유의 광학 특성과 장비 성능에 영향을 미칠 수 있습니다.. 예를 들어, 고온다습한 환경에서, 광섬유 손실이 증가할 수 있음, 장비 내부의 전자 부품은 성능 저하 또는 고장이 발생할 수 있습니다.. 그러므로, 이 환경에서 분산형 광섬유 온도 측정 시스템을 사용할 때, 상응하는 보호 조치를 취해야 합니다., 밀봉과 같은, 방습, 장비의 방열 처리.
측정 환경에 강한 전자파 간섭이 있는 경우, 광섬유 자체는 전자기 간섭에 저항하는 특성을 가지고 있지만, 시스템의 전자 장치 (온도 측정 호스트와 같은) 영향을 받을 수 있다. 이 경우, 시스템이 제대로 작동할 수 있도록 전자 장치에 전자파 차폐를 적용해야 합니다.. 동시에, 또한 광섬유의 광 신호 간섭을 피하기 위해 강한 전자기 방사원 근처에 광섬유를 배치하는 것을 피해야 합니다..