光纖光柵測溫系統

1系統功能

光纖光柵測溫系統主要實現了基于光纖光柵技術的實時溫度在線監測系統，將傳感設備采集的實時信息數據傳輸至監控計算機，經過數據分析、處理，將分析處理結果以實時直觀圖形、實時數據表格等方式顯示發布，并集成了綜合信息查詢、防區報警策略設置、報警日志記錄、用戶管理方面的實用功能。方便用戶瀏覽、查詢、統計、打印記錄表格等功能，并以此來滿足用戶對實時防區信息的直觀瀏覽和控制需求。實現了實時直觀圖形報警系統的整合應用，用戶與實時報警系統之間的良好交互環境。其系統主要功能模塊包括：

實時系統圖

l       具有防區電子地圖功能，將防區分布、傳感器位置、工作狀態、分布情況以動態實時圖形顯示

l       直觀圖形發布，顯示各防區實時監測圖形，使工作人員能夠及時掌握各防區運行狀況實時信息與相關歷史數據

實時數據表

l       傳感器數據的采集、傳輸與監測數據表格發布

l       方便用戶瀏覽、統計、打印實時監測數據表格

綜合查詢統計

l       將采集的防區報警數據以報表方式統計顯示

l       通過模糊查詢（按時間、時段）方便查詢歷史信息并輸出打印

系統管理

l       系統初始參數設置：系統初次初始設置完成后，今后系統的使用過程中系統能自動檢測上次設置保存的參數信息，無需再次設置

l       用戶設置：能添加、刪除、修改操作用戶的賬號等基本信息

l       用戶登錄日志：當用戶登錄系統后，自動記錄用戶基本信息和IP地址

l       防區設置：可設置防區編號、名稱、分組、基本信息等內容

安全備份

l       系統能夠備份參數設置和報警記錄，系統操作記錄的保存時間不小于1年；所有防區報警記錄的保存時間不小于1年

l       系統能夠通過備份的參數數據恢復系統設置

l       系統能定期備份報警數據庫，保證系統的安全性

2光纖光柵測溫系統特點

²      可實時、分布監測

光纖光柵溫度傳感監測系統可以實時在線、全天候24小時監測，對確定異常地點以及是否自身故障提供重要數據。

²      靈活的報警控制

光纖光柵溫度傳感監測系統可設置多級靈敏度調節，并且可以根據環境不同進行修正。用戶也可以根據實際情況自定各個區域的報警閥值。

²      響應時間短

單一探測區的響應時間不超過3秒，而且與監測長度與精度無關。

²      準確性、可靠性

采用先進的數字式測量技術，不受光源波動、連接損耗、光纜的隨機振動等因素的影響。

²      優良的兼容性

系統可以通過RS232/485標準端口或者繼電器輸出與外部其它控制設備進行通信，可以與安防領域中使用的其它系統聯網。

²      靈活的布點措施

系統組網方便靈活，各檢測通道相對獨立，避免了設備間的影響；可根據工程需要，靈活方便的選擇探頭位置和疏密程度。

²      安全特性

光纖光柵傳感器對信號的采集是在無電的情況下進行的，本質防燃防爆。

²      自檢功能

系統具有自檢功能，可實時監測自身運行情況并輸出故障報警聲光信號。

3光纖光柵溫度傳感原理

   光纖布喇格光柵是利用光纖芯層材料的光敏特性，通過紫外激光曝光的方法，使一段本來沿光纖軸線均勻分布的光纖纖芯折射率發生周期性*改變（其周期在幾百納米數量級）形成的一種光柵結構的光學器件，簡稱光纖光柵。
 當寬帶光通過光纖光柵時，光纖光柵會對此入射光進行選擇性反射，反射一個中心波長與芯層折射率調制相位相匹配的窄帶光（帶寬通常約為0.1～0.5nm），此中心波長稱之為布喇格波長λ，在外界參量(如應力、溫度等)發生變化情況下，光柵柵距(d)發生變化，布喇格波長λ也隨之發生變化，其變化滿足如下關系式：

其中λB為光柵的布喇格波長，neff  為光柵的有效折射率，Λ為光柵條紋周期。光柵柵距Λ可通過改變兩相干紫外光束的相對角度而得以調整，通過這種方法，就可以制作出不同反射波長的Bragg光柵，只有滿足Bragg條件的光波才能被光纖Bragg光柵反射。其傳感原理圖如下圖所示：

圖  光纖布喇格光柵傳感示意圖

因此，通過精確地測量光柵反射光的布喇格波長λ的變化量，就可以獲得光纖光柵處所測物理量。光纖布喇格光柵傳感器的一個主要優點就是：采用對波長信號的數字式測量方法，不隨光強度、光纖連接和耦合損耗、光源功率因素的影響，能方便地使用波分復用技術在一根光纖中串接多個布喇格光柵進行分布式測量。

4 系統構成

光纖光柵溫度在線監測技術的系統結構可分為三層：

*層為：數據采集層。在這一層中，分布在電力電纜表面或電纜橋架上方的光纖光柵傳感器將負責采集其表面溫度；

第二層為：數據監測層。通過傳輸光纜將光纖光柵傳感器采集到的數據上傳給光纖光柵信號處理器和監控計算機，以實現在線監測；

第三層為：遠程監控層。將中間層監測到的數據整理后打包通過局域網或者Internet傳給遠程監控中心，以實現遠程監控。如下圖：

   圖  光纖光柵溫度在線監測系統結構圖

5 產品技術規格

中心主機

名稱：光纖光柵信號處理器

型號：JC-OM301/SP

產品描述：用于光纖光柵波長信號數據讀取采樣分析處理

Ø   
光纖接口及類型：16通道  FC/APC

Ø    波長范圍：1284nm—1327nm

Ø    分辨率：1pm

Ø    采樣速率：20Hz

Ø    工作方式：16通道同步測量

Ø    光纜傳輸zui大距離：20km

Ø    每通道探測器容量：不大于20點

Ø    網絡接口：10Base-T/100Base-TX，RJ45

Ø    網絡協議：TCP/IP，UDP

Ø    電源：AC220V

Ø    工作溫度和濕度：0℃--40℃,10%--90%

Ø    外形尺寸：標準19’,3U

傳輸設備

名稱：傳輸光纜

型號： GYTA-12B1

Ø           光纜芯數：12

Ø           光纜外徑尺寸：ф10mm

Ø           傳輸距離：≤20km

傳感器

名稱：光纖光柵溫度傳感器

型號：JC-OM301/S

Ø           探測器原理：布喇格光柵波長反射原理

Ø           波長范圍：1280nm--1580nm

Ø           測溫分辨率：0.1℃           

Ø           測溫精確度：±0.5℃

Ø           封裝型式：金屬封裝和絕緣封裝

監控計算機

名稱：監控計算機

zui低配置要求：

Ø           中央處理器：雙核處理器

Ø           內存：2GB (1X2GB)NECC 雙通道 DDR3 1333MHz SDRAM 內存

Ø           顯示器：17" 寬屏顯示器

Ø           硬盤：160GB  SATA 3.0Gb/s

Ø           顯卡：512MB NVIDIA(R)