光纤光栅感温探测系统.pptx

单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,#,：,基础知识,培训目录,Content,光纤传感概述,光纤传感分类及应用,蔚蓝仕,技术类别,光纤光栅技术及测温原理,：产品知识,光纤光栅测温系统组成,传感器说明及规格,站控层仪器说明及规格,软件系统,成立日期：,2007,年,8,月,员工数目：,68,人,人员构成：,技术人员占据,40%,，均毕业于“,211,工程”高校，其中,50%,具有硕士学位,商标由来：,Raylens=Ray+Lens,，分别代表光线和透镜，二者组合意味着光学学科,的开始，表明,Raylens,公司是一家致力于光学技术开发的公司,发展目标：,光纤传感的国际领先服务商,蔚蓝仕简介,About Raylens,核心竞争力：,新产品、客户定制产品的快速开发能力,技术及产品：,光纤光栅传感系列（,FBG,）、分布式温度监测系列（,DTS,）,油井温度压力监控系列（,PT,）、在线式红外测温仪（,IT,）,培训目录,Content,光纤传感概述,Overview of optical fiber sensing,是现代通信的产物，随着光纤通信技术的发展而逐步发展；,光在光纤传输过程中，外界温度、压力等影响，导致内部传输光信号的强度,中心波长、相位、频率、偏振态等光波量的变化，通过不同的技术对强度、中心,波长、相位、频率、偏振态的检测科形成多种光纤传感技术。,1,、光导纤维的简称,2,、光纤由纤芯、包层、外部涂覆层构成,3,、光纤的工作波长：短波长,0.85um,长波长,1.31um,和,1.55um,，其中,1.55um,的损耗最小，是通信常用波段,光纤,单模光纤,1,、纤芯直径,8-12um,2,、包层外直径,125um,3,、适宜大容量、长距离的,光纤传感组网,光纤传感分类及应用,Application of optical fiber sensing,光纤光栅,传感技术,传感技术,传感原理,光纤光栅,可测物理量,适应范围,温度、应变、压力,、位移、加速度等,桥梁、隧道、油罐、,电缆、大型结构等,分布式光纤测温,拉曼散射,温度,隧道、电缆、管道等,分布式光纤测应变,布里渊散射,应变,管道、油井等,井下温度压力监测,法布里珀罗干涉,温度、压力,油井监测、智能井,光纤陀螺,光纤水听器,光纤互感器,光纤光栅技术及测温原理,Principle of FBG sensing,a.,宽带入射光,b.,窄带反射光,c.,透射光,光纤光栅技术及测温原理,Principle of FBG sensing,光纤光栅（,Fiber Bragg Grating,）,全称：光纤布拉格光栅,缩写：,FBG,光纤种类：单模光纤,刻写区域：光纤的纤芯,外观表现：类似栅栏结构,常用波段：,1550nm,和,1330nm,，其中,1330nm,为实验室波段，,1550nm,为光纤光栅传感常见波段，蔚蓝仕科技的,波段即为,C,波段（,1525nm-1565nm,）,国际研究起始于,20,世纪,70,年代，国内起始于,20,世纪,80,年代初,光纤光栅技术及测温原理,Principle of FBG sensing,FBG,光谱图,中心波长,：以,nm,、,pm,为单位，,1nm=1000pm,中心波长,反射率,FBG,物理参数,栅区长度：,10-15mm,有效折射率：,n,光栅周期：,布拉格定律：,布拉格定律表明：,n,和,即可确定,FBG,初始中心波长,n,光纤光栅技术及测温原理,Principle of FBG sensing,FBG,测温原理,布拉格定律：,表明：,n,和,即可确定,FBG,初始中心波长,温度测量：热光效应导致,n,变化,热胀冷缩导致,变化,在光谱图中直接表现为中心波长的变化,（每,1,变化,10pm,）,光纤光栅技术及测温原理,Principle of FBG sensing,波分复用技术,实现多个传感器的组网,感温电缆,感温电缆内部是两根弹性钢丝，每根钢丝外面包有一层感温且绝缘的材料，在正,常监视状态下，两根钢丝处于绝缘状态，当周边环境温度上升到预定动作温度时，,温度敏感材料破裂，两根钢丝产生短路，输入模块检查到短路信号后产生报警,感温电缆与光纤光栅对比,全同光栅,全同光栅（武汉理工技术）指一个传感链上所有传感器的中心波长一致，所有传,感器只显示一个温度数据，全同光栅采用,1310nm,波段，由于,“,全同波长,”,光栅技术,与,“,独立波长,”,光栅技术（完全波分复用光纤光栅技术,北京蔚蓝仕科技有限公司,技术）存在巨大技术差异，目前国际上已极少使用,“,全同波长,”,技术作为探测温度,的精确变化。,全同光栅与独立波长光栅对比,光纤光栅传感适用范围,Applications of FBG sensing,光纤光栅测温系统组成,光纤光栅测温系统组成,现场监测层,光纤光栅传感器,传感器特点,：,耐高频、防静电,传感器分类：,1,、单端光纤光栅传感器：单端尾,纤，适宜开关柜触点温度监测,2,、双端光纤光栅传感器：双端尾,纤，适宜电缆接头温度监测,信号传输层,多芯主干光缆,光缆作用：,1,、在一芯中传输,1-4,面开关柜多个携,温度数据的光信号；,2,、在多芯内传输不同变电站的携带温,度数据的光信号,站控层仪器,信号解调仪,站控层仪器作用：,1,、包括三个,2U,机箱，分别实现光通道扩展、信号解调、报警输出；,2,、为现场光纤光栅传感器提供光源信号；,3,、采集现场传感器信号进行数据分析、存储、显示和传输；,传感器说明及规格,Specifications of FBG sensor,名称：单端光纤光栅温度传感器,型号：,BR-O-ELE-010A,作用：安装在开关柜内部，实现触温度监测,FC/APC,连接头,温度传感器,耐高温光缆,传感器说明及规格,Specifications of FBG sensor,参数,单位,数值,测量数据,测温精度,0.5,测温分辨率,0.1,测温范围,-40-+200,机械参数,传感器尺寸,mm,5066,传感器重量,g,5,传感器体积,cm,3,1.8,尾纤长度,m,4/7,尾纤类型,-,单模单芯绝缘耐压耐高温光缆,光信号传输接口,-,FC/APC,封装材料,-,绝缘耐压和高导热材料,防护等级,-,IP65,安装方式,-,粘贴或捆绑,环境参数,工作湿度范围,-,0%99%RH,存储湿度范围,-,0%99%RH,满足,550kV,及以下电压等级变电站使用,工频耐压试验认证,传感器说明及规格,Specifications of FBG sensor,名称：双端光纤光栅温度传感器,型号：,BR-O-ELE-020A,作用：电缆接头及本体温度监测,温度传感器,光缆,传感器说明及规格,Specifications of FBG sensor,参数,单位,数值,测量数据,测温精度,0.5,测温分辨率,0.1,测温范围,-40-+200,机械参数,传感器尺寸,mm,895,尾纤长度,m,1.5/3/,客户定制,尾纤类型,-,单模单芯绝缘耐压耐高温光缆,光信号传输接口,-,FC/APC,封装材料,-,绝缘介质,防护等级,-,IP65,安装方式,-,线卡或绑扎,环境参数,工作湿度范围,-,0%99%RH,存储湿度范围,-,0%99%RH,满足,550kV,及以下电压等级变电站使用,工频耐压试验认证,类 型：差定温、可恢复式、温度探测报警型,测温范围：,-40,150,精 度：,0.1,系统响应时间：,10s,传输距离：,20km,防护等级：,IP67,最小弯曲半径：,300mm,外形尺寸：,11.5mm 110mm,BR-O-OIL-010A,型温度探测器,BR-O-OIL-020A,型温度探测器,类 型：差定温、可恢复式、温度探测报警型,测温范围：,-40,150,精 度：,0.1,系统响应时间：,8ms,传输距离：,20km,防护等级：,IP67,最小弯曲半径：,300mm,外形尺寸：,11.5mm 110mm,柜内耦合器模块,站控层仪器说明及规格,Specifications of Interrogator,站控层包括,3,个,2U,机箱，分别实现信号解调、通道扩展和报警输出，其中信号,解调是核心设备，控制通道扩展和报警输出,站控层仪器之信号解调仪,Interrogator,名称：光纤光栅信号解调仪,型号：,BR-H-SLM-010A,内部结构：,俗称：下位机,功能：,1,、为传感器提供光源；,2,、采集传感器光信号进行分析，输出并显示温度信号,3,、系统内通讯：,控制通道扩展模块（,RS232,）,控制报警输出模块（,RS485,）,4,、系统外通讯：显示器、,PC,机、,DCS,、,ECS,、,SIS,、,MIS,等终端控制系统,光纤光栅信号解调仪前面板,光纤光栅信号解调仪后面板,站控层仪器之信号解调仪,Interrogator,参数,单位,数值,测量参数,单通道测点数,-,16,（并联）,输出信号,-,实测温度值、火灾报警、,故障报警,光学参数,FBG,波长范围,nm,1525-1565,（,C-Band,）,端口种类,-,FC/APC,波长精度,pm,30,波长分辨率,pm,1,光功率范围,dBm,-60-20,光功率分辨率,nm,0.25,光源输出功率,dB,1012,光源输出功率,稳定性,dB,长期：,0.02,短期：,0.01,机械参数,外形尺寸,mm,48247389.2(WDH),防护等级,-,IP65,安装方式,-,机柜式,参数,单位,数值,环境参数,工作湿度范围,RH,0%75%,存储湿度范围,RH,0%75%,工作温度范围,0-+55,存储温度范围,-5-+55,电学参数,额定电压,-,180264VAC,额定电流,A,4,功率,W,150-300,（,23,平均功率）,通讯接口,-,RS-232,、,PS/2,、,RJ45,、,USB 2.0,、,VGA,存储特性,-,160G,硬盘，,512M,内存，,主板频率,P4 1.4G,电源温度特性,-,宽温性，,-40+70,光纤光栅信号解调仪规格,站控层仪器之信号解调仪,Interrogator,名称：通道扩展模块,型号：,BR-H-SWT-010A,俗称：光开关,功能：,1,、通道扩展：至多可扩展至,32,通道，传感器串联则可实现,576,只传感器,的同时监测，传感器并联可实现,384,只传感器的监测,2,、通道切换：在不同监测通道之间实现切换，切换速度为,30ms,通讯：与下位机通过,RS232,相连,光信号接口：,FC/APC,优势：可以实现低成本的扩展,站控层仪器之通道扩展,Switch,通道扩展模块前面板,通道扩展模块后面板,站控层仪器之通道扩展,Switch,参数,单位,数值,光学参数,输入端口种类,-,FC/APC,输出端口种类,-,FC/APC,输出端口数量,个,4/8/16/24/32,插入损耗,dB,0.7,切换速度,ms,10,9,机械参数,外形尺寸,mm,46043090(WDH),安装方式,法兰安装,机箱认证,-,通过,3C,认证,参数,单位,数值,环境参数,存储湿度范围,RH,5%85%,工作温度范围,-5-70,存储温度范围,-40-85,电学参数,额定电压,V,12,额定电流,mA,4,功率,mW,50,（,23,平均功率）,接口种类,-,RS-232,、电源接口,通道扩展模块规格,站控层仪器之通道扩展,Switch,名称：报警输出模块,型号：,BR-H-ALM-010A,俗称：报警器,功能：,1,、光报警：红灯显示火警、绿灯显示故障,2,、声报警：内置,2,个,90dB,不同音效蜂鸣器，指示故障和火警,3,、消防联动：继电器或者,RS485,通讯：与下位机通过,RS485,相连,报警信号输出：,Relay,、,RS485,优势：至多可实现,64,个,报警器的串联，支持不同参与者对报警信号的监控,站控层仪器之报警输出,Alarm,报警输出模块前面板,报警输出模块后面板,站控层仪器之报警输出,Alarm,参数,单位,数值,机械参数,外形尺寸,mm,46043090(WDH),蜂鸣器,个,2,，声强：,90dB,环境参数,工作湿度,RH,0%75%,存储湿度,RH,0%75%,工作温度,0-+55,存储温度,-5-+55,电学参数,额定电压,V,+5V,额定电流,A,1.2,功率,W,6,（,23,平均功率）,10,（最大功率）,通讯接口,-,RS-485,、继电器,指示灯,个,共,64,个信号灯,高温报警灯,32,个 红色,故障报警灯,32,个 黄色,报警输出模块规格,站控层仪器之报警输出,Alarm,站控层仪器说明及规格,Specifications of Interrogator,报告名称：仪器电磁兼容检验报告,系统辅材,柜内耦合器模块,规格：,1,3,、,1,6,、,1,9,、,1,12,功能：将柜内多个传感器并联,安装位置：放置在开关柜底部,缆沟内耦合器模块,内置耦合器,规格：,1,2,、,1,3,、,1,4,功能：将多面开关柜的信号并联接入一个光通道,安装位置：安装在电缆沟,系统辅材,铠装跳线,规格：,20m,、,30m,、可定制,功能：连接柜内耦合器模块和缆沟内耦合器模块,连接缆沟内耦合器模块和光缆接续盒,光缆接续盒,内无耦合器，只起接续和保护的作用,功能：主干光缆与铠装跳线的接续保护,系统辅材,光缆终端盒,规格：,1,4,、,1,8,、,1,16,、,1,24,、,1,32,功能：将柜内的传感器并联,安装位置：放置在开关柜内部,光缆终端盒,规格：,20m,、,30m,不等,功能：连接柜内耦合器模块和缆沟内耦合器模块,连接缆沟内耦合器模块和光缆接续盒,系统辅材,FC/APC,室内黄跳线,规格：,3m,、,5m,、可定制,功能：连接柜内耦合器模块和缆沟内耦合器模块,连接缆沟内耦合器模块和光缆接续盒,