产品展示
 
国产产品
SF6露点仪
检漏仪
绝缘油试验
GIS局放故障检测仪
分布式光纤测温系统
进口产品
高压试验系统
电缆故障定位系统
电缆试验与局放测量
绝缘油试验
开关试验
精密仪器运输监督
标准化作业平台
状态检修
配网设备
高压GIS
变压器
高压电缆
现场测试服务
电缆
配网系统
   
分布式光纤测温系统

 

型号:CTM4000

    目前,在很多场合下,温度已成为非常关键的因素,许多物理特性的变化都直接反映在温度的升降上,因此对温度的监测的意义越来越大。随着光纤应用技术的发展,光纤测温系统是目前世界上最先进、最有效的连续分布式温度监测系统。

    分布式光纤温度监测系统已经应用在很多领域,如石油管道温度监测,大坝中混凝土结构裂变的监测,隧道、地铁等建筑的火灾监测等。在电力系统也得到了广泛的应用,如电缆沟的放火监测,输煤系统放火监测等。对电力电缆的在线实时温度监测,可以保证在不超过电缆的允许运行温度的情况下,最大地发挥电缆的传输能力,降低运行成本。    

    由德国LIOS 公司与西门子联合研制,北京兴迪公司成套的CTM4000光纤测温系统,已得到国内用户的广泛认可。已经应用在杭州电力局监测12条220KV电缆,连云港核电站监测3根220KV电缆,在中国的高速公路隧道,过江隧道,办公大楼放火等领域也有50多套正在使用中。在全世界范围内共有约2500套系统投入使用。

主要应用领域
 
 1、重要区域的温度测量和监控: 如:发电厂电缆桥架、电厂锅炉烧嘴、变电站、输煤系统传输带、计算机房、电视台、通信机房、移动基站、控制机房、电缆通道等
 2、危险区域的温度测量和监控:(设备简单、无外加电源,受监控的区域不带电) 如:油罐、气罐、煤仓、危险品仓库等
 3、交通运输领域的温度测温和监控:如:地铁、隧道、铁路、机场、船舱等
 4、大面积、大范围的温度测量和监控:如:粮仓、冷库、货仓、造纸厂、酒厂、制药厂、饮料厂、烟厂等
 5、压力容器表面温度测量和监控:如:气化炉、反应罐等
 
1 测量原理
 
1.1 喇曼散射
 
      光波导由搀杂的石英玻璃制成,石英玻璃SiO2分子组成, 热使分子晶格产生振动,如果光照射在受热激发而振动的分子上,声子和这些分子的电子之间会发生相互作用。因此光在光波导中会发生散射,这种效应就是所谓的喇曼散射。和入射光激发晶格谐振的频率相比,散射光的谱线频率发生了位移。反斯托克斯线的强度和温度有关,斯托克斯线和温度无关, 使用光波导内一点的反斯托克斯光和斯托克斯光强度的一种关系式,即可得到这一点的温度。
 
1.2 测量原理 
        
    喇曼散射光的分布式测量要求有一个背光散射过程。最著名的背光散射过程就是OTDR (OTDR: 光时域反射测量技术)。使用这种技术可以定位光纤断开的位置,对接头和插头进行评价和定位,定位使用玻璃纤维材料的衰减特性(瑞利散射)。OTDR的测量过程发射光脉冲,通过检测光脉冲的发射和返回的时间差决定光的散射水平和位置,和瑞利光相比,喇曼散射光测量显示的背光信号只是千分之一左右,使用OTDR技术的分布式喇曼温度传感器必须使用高性能(昂贵的)脉冲激光源(通常固体激光器)或快速信号平均技术才能实现。
 
    OFDR 喇曼温度传感器 (OFDR :光频域反射测量技术) 不象OTDR使用时间,而是使用频率。OFDR 在整个测量过程中检测的背光信号都是作为频率函数的复数形式,然后进行傅立叶变换。OFDR 的主要优点是激光器产生连续光波,背光信号的窄带检测,和脉冲技术相比,可以显著提高信噪比。这种技术上的优势使我们可以使用半导体激光二极管激及利用电子器件进行信号处理。这也抵消了喇曼散射光测量(幅值和相位的复数测量)的难度,以及由于大量FFT运算等复数信号处理方面的难题。光纤频域反射测量技术已经发展为在光波导长度方向分辨率达几个毫米,而喇曼背光反射测量还没有达到这种水平的报道。
 
    下图显示了OFDR 喇曼温度测量系统的组成。 LIOS 温度测量系统由控制器和作为线形温度传感器的玻璃光纤(光波导)组成,而控制器由频率发生器、激光源、光器件、HF混频器、微处理单元组成。它由三个通道组成,两个测量通道(反斯托克斯和斯托克斯)和一个参考通道,OFDR 是在一个测量时间间隔内,使用HF调制器及从起始频率到截止频率(100MHz)的正弦波信号调制激光器。用频率调制的激光通过光器件耦合到光波导内。从光纤各点连续背光散射的喇曼光经过光器件内的光谱过滤,然后经光检测器转化为电信号。测量的信号经放大后,然后混频到低频光谱范围(NF range),平均化的 NF信号经傅立叶变换后得到各点两个喇曼背光散射曲线,这些背光散射曲线的幅值和各点的喇曼散射光的强度成比例,从两个测量通道的得到幅值的关系即可得到沿传感器电缆的光纤温度。
 
 2 系统组成

温度测量系统CTM 4000 组成如下:
· 感温光缆 
· 多路光转换开关 
· 带激光光源的控制器 
· 软件 
· 计算机及打印机
· 19“机柜” 
· 技术支持和服务
 
3 系统整体性能和特点
 
  由于使用mW级的喇曼激光源,其工作寿命比脉冲激光源的寿命更长,系统具有更高的可靠性,OFDR技术使用连续工作的激光源,及背光散射信号的窄带检测技术,具有更高的信噪比,现场只需简单的校正。
供电  直流供电 22…30VDC  最大50W 24VDC或交流供电 85-264V AC, 47-63Hz  输入电流 230V AC; 0.45A typ.
使用条件  温度 0 to 40度   相对湿度 95%(无凝结)
 
4 系统技术参数
 
4.1 感温光缆
 
标准感温光缆包括2根型号为多模GI62,5/125 m 的独立光纤, 填充憎水性材料保护光纤,黑色或红色,带长度计米标志,直径5.6 mm +/- 0,2 mm 。 
 
技术参数如下:
 
* 光纤型号:GI fibre 62.5/125
* 光纤数:  2
* 数值孔径:0.275±0.02
* 光纤特性--光谱衰减:£ 2,7 dB/km (850nm)£ 1,6 dB/km (970nm)£ 0,5 dB/km (1300nm)
* 光纤特性--带宽:³ 440 MHz (850nm)³ 300 MHz (970nm)³ 200 MHz (1300nm)
* 光缆重量: 30 kg/km
* 最小弯曲半径:60 mm (无拉力) ;80 mm(带拉力)  
* 最大拉力:400 N (长期); 800 N (短期)
* 最大抗压力:400 N/cm
* 重复弯曲次数(100N):500 次(半径50mm)
* 外护套材料:阻燃材料,黑色或红色
* 外护套绝缘性能:5000 V DC
* 温度范围:-25°C到+70°C(运输/存储); -5°C 到+50°C(安装); -25°C 到+70°C(工作)
* 光缆标准:EN18700,IEC60754,IEC60332-1,IEC61034-1,IEC61034-2,IEC60754-2
* 光纤标准:IEC60793
 
4.2 多路光纤转换开关
 
     FS光开关是一种光路控制器件,起着切换光路的作用。多路感温光缆在控制室和光纤转换开关相连,使检测系统可巡回检测多路检测对象。最多可达8路转换。
 
4.3 控制器  OTS 40 P
 
OTS  40P 测量设备嵌入在19”机架内,3U高。电缆从仪器的后面板连接 ,所以应该很容易接触到机柜后部。
     尺寸 H x W x D 13.5 cm x 44.9 cm x 31.5 cm
     重量 10,2 kg
 
4.3.1 光缆连接
 
感温光缆:感温光缆通过2000 8° 倾斜接地连接器与激光源连接,连接器在连接前必须迅速用酒精清洁和进行破损检查。
24V 直流:测量装置供电要求24V DC, 功率100W. 电流安全级A.
 RS-232:通讯电缆与 RS 232 端口相连
输出: 10  继电触点作为输出端口
输入; 4 个光隔离 24V 输入端。所有电缆连接在仪器后面板
 
4.3.2 插针配置 (电气)
 
(1). 与 24V DC 电源连接

连接器类型
Sub-D 15-pin. Male
Pins 1-6
OV DC
Pins 7-8
Ground
Pins 9-15
+ 24V DC

(2).  与RS-232通讯连接

连接器类型
Sub-D 9-pin, male
Pin 1
DCD
Pin 2*
RxD
Pin 3 *
TxD
Pin 4
DTR
Pin 5 *
Signal Ground
Pin 6
DSR
Pin 7 *
RTS
Pin 8 *
CTS
Pin 9
RI

     * 要求的连接, 符合相关协议
通讯参数:硬件信号交换: RTS/CTS       波特率 19200       无奇偶, 8 data, 1 stop
输出连接 – 继电器触点

连接器类型
Sub-D 25-pin, female
Pins 1, 14
Out 1
Pins 2, 15
Out 2
Pins 3, 16
Out 3
Pins 4, 17
Out 4
Pins 5, 18
Out 5
Pins 6, 19
Out 6
Pins 7, 20
Out 7
Pins 8, 21
Out 8
Pins 9, 22
Out 9
Pins 10, 23
Out 10
Pins 11,12,13,24,25
n.c.

 
触点的电气运行数据:
断开功率最大60 W   开关电压最大45 V DC / 35   有效值开关电流最大2 A DC  接触电阻50 m Ω
输入连接 : 光隔离 24 V 输入

连接器类型
Sub-D9-pin, female
Pin1
In1
Pin2
n 2
Pin3
In 3
Pin4
In 4
Pin5,6,7,8,9
Ground

  输入电压 24V, level, active LOW      输入阻抗 2 K Ohm
 
4.3.3 感温光缆和光的连接 -- 采用软电缆连接方式

连接器类型
E2000 8° 对角截面
光纤
62,5/125 m 光缆

5 中文操作系统 CHARON_02 增强版
 
      CHARON_02软件是我公司长期开发的调试和显示软件,它是强大而可靠工具,该程序使用方便,简单有效。
  · 全中文软件,操作简单
  · 实时显示电缆线路上的温度分布曲线
  · 各点温度随时间变化的曲线
  · 对测量区域在长度上进行分区,最多可分成128各区,对一些区域进行局部重点监测
  · 不同的区域可根据温度限值及升温速度设置不同的报警值
   新TCP/IP 接入: 几个控制器的信号可以在一台PC机上分析处理
   新数据库设计: 系统功能强而高效
   新的显示功能:客户定制的电缆系统监视
 
CHARON_02 提供强大数据库,存储所有测量和配置数据,有如下新特点:
  •  测量过程同步浏览 
  •  简单输入和输出配置 
  •  嵌入式配置所有测量数据文件 
  •  测量数据的事件触发(报警)存储或永久数据存储的缓冲存储功能 
  •  测量数据探索者功能: 可轻易通过时间段、事件和OTS数或标题找到测量数据
  • 为项目调试和文件归档列出详细的报告
  •  
     
    北京市海淀区上地产业基地上地东路1号A-903   邮政编码:100085
    电话:010-58858898   传真:010-58858895   E-mail:sindia@sindia.cn
    技术支持 北京中科三方网络技术有限公司