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基于拉曼散射的分布式光纤测温系统

（一）分布式光纤测温技术原理

分布式光纤测温系统是根据光纤的光时域反射（OTDR）和光纤拉曼散射的温度效应设计，用来实时检测光纤不同位置的温度，实现分布式的温度测温的先进仪器。

光纤在系统中，同时作为传输载体和传感器。高速驱动电路驱动激光器发出一窄脉宽激光脉冲，激光脉冲经波分复用器后沿传感光纤向前传输，激光脉冲与光纤分子相互作用，产生多种微弱的背向散射，包括瑞利（Rayleigh）散射、布里渊（Brillouin）散射和拉曼（Raman）散射等，其中拉曼散射是由于光纤分子的热振动，产生温度不敏感的斯托克斯（Stokes）光和温度敏感的反斯托克斯（Anti-Stokes）光，两者的波长不一样，经波分复用器分离后由高灵敏的探测器所探测。光纤中的Anti-Stokes光强受外界温度调制，Anti-Stokes与Stokes的光强比值准确反映了温度信息；不同位置的拉曼散射信号返回探测器的时间是不一样的，通过测量该回波时间即可确定散射信号所对应的光纤位置；结合高速信号采集与数据处理技术，可准确、快速地获得整根传感光纤上任一点的温度分布信息。

（二）分布式光纤测温技术先进性

1、利用感温探测光缆进行环境温度监测，无源，无辐射，防水、抗腐蚀性，稳定可靠，工作寿命长。

2、对光缆沿线环境的温度变化进行采集，实现24小时不间断监测。从根本上杜绝人员疏忽导致的事故。

3、从空间、时间等对数据进行特征分析，温度分辨率达0.1℃。

4、可进行分布式全方位监测，对每一点的温度可实时检测，安全可靠。

5、光信号测量，本质安全，抗电磁干扰，适合易燃易爆等恶劣环境下长期工作。

6、测量距离长，测量信息丰富。测量精度高，响应速度快。

 

（三）分布式光纤测温主机

分布式光纤测温主机采用多项光电测量和光纤技术以及性能高的光电器件，测量距离（16km）可定制、响应速度（2s）、测温精度（0.5℃）。分布式光纤测温系统温度采集主机主要分为自带工控机功能主机和外置工控机功能主机两种。

具体产品技术参数如下：

产品图片
产品名称	外置工控机功能主机	自带工控机功能主机
测量距离	1~16km	1~16km
通道数	1/2/4/6/8/12/16    通道	1/2/4/6/8/12/16    通道
测量时间	最小 1s/通道	最小 1s/通道
探测单元长度	0.5~3m	0.5~3m
测温范围	-40℃~85℃（常规光纤） -40℃~250℃（特殊光纤）	-40℃~85℃（常规光纤） -40℃~250℃（特殊光纤）
取样间隔	0.2/0.4m	0.2/0.4m
定位精度	小于 1m	小于 1m
定温动作温度	用户自主设置	用户自主设置
主机寿命	10年	10年
光纤接口	FC/APC 、E2000	FC/APC 、E2000 通道数最多可扩展至 16 路
通信接口	LAN \USB   \RS232 \继电器	USB\RJ45\VGA\RS232\16路开关量（可宽展）
工作温度	（-10~50 ）℃	（-10~50 ）℃
存储温度	（-20~80 ）℃	（-20~80 ）℃
工作湿度	（0~95 ％）R.H.  无凝露	（0~95 ％）R.H.  无凝露
工作电源	DC 24V 或者 AC 220V ，50W	DC 24V 或者 AC 220V ，50W
IP等级	IP50	IP50

 

备注：机柜式主机可配置测温主机（标配）、液晶显示器（选配）、19 英寸标准机柜（选配）、继电器单元（选配）和消防电源（选配）、蓄电池（选配）等。（具体配置以及规格以订购合同为准）

（四）感温光缆

传感光缆采用特殊设计的快速导热型光缆，纤芯采用进口GI 62.5/ 125多模光纤，光纤保护层选用强度高聚合物及不锈钢螺旋管铠装护套，外护套为低烟无卤阻燃材料，抗拉强度、耐弯、耐压性能好，防水、抗腐蚀性，稳定可靠，工作寿命长。经过特殊设计的光缆结构，既能快速传递外界热量，又可有效保护光缆内部的光纤，还能防止啮齿动物的啮咬，尤其适合工业消防监测应用及工程施工需求。

   

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