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据说在电力,消防,石油等部门大量应用

分布式光纤温度应力输油管道的应用监测系统 

联系人：曹明巧

单位：北京达卡科技有限公司（www.bjdka.com）

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1、前沿
我国的油气管道频频遭遇非法侵入，打孔盗油事件屡有发生，造成了巨大的经济损失和环境污染，所以目前迫切需要一种可以提前预警并可以精确定位的检测系统。目前，北京达卡科技有限公司采用分布式光纤温度应力技术（DTSS和DTS两种技术），拥有光纤传感技术和数据采集、分析装置，专门为油气管道开发了光纤管道安全防御系统，该系统能够不间断、实时采集管道周边5-10米内对管道构成威胁的行为所产生的各类震动、位移，监测管道的安全状况。
2、分布式光纤应力温度监测系统
分布式光纤传感技术基于独特的光纤振动传感器。振动传感器提供简单、有效和低廉的检测和定性技术，无论是小型还是大型，是静态还是动态的光缆干扰，无论是光缆的哪一部分，以不干扰、直接和实时的方式进行。采用北京达卡科技有限公司推出的布里渊技术DTSS的系统，分布式光纤应力温度监测系统能够同使用同一光缆的通信系统同时工作，使通信系统增值，并且振动传感器系统能够很容易地与现有的光纤网络集成。这使得光缆本身能够同时用于篡改警报、干扰警报和完整性监测功能。
传感器可以配置于任何长度的光纤，即可以进行点传感，也可以在非常长的距离上（超过50km）进行分布式传感。该技术的主要优势之一就是能够根据不同的应用改变传感距离。这一优势在与长距离通信系统共同工作时尤为重要。传感距离只受限于传输系统的光功率分配。因此长距离的传感要求大功率的激光。
3、分布式光纤应力温度监测系统特点
◆ 真正意义上实现分布式测量，整条光纤既传输信号又感应温度
◆ 抗电磁干扰、抗腐蚀，能在高磁场呵其他恶劣的环境中正常工作
◆ 完全的点绝缘，可以抵抗高电压和高电流的冲击
◆ 高空间分辨率，长期稳定可靠
◆ 测量模式: 人工或全自动测量
◆ 安装方便，用户界面简洁明了，测量分析，多重数据分析对比（测量趋势，基线），图形放大等
◆ 警报与预警: 自动警报触发，报警类型设置 (温度, 应变, 渗漏,...)

详情可以参考北京达卡科技有限公司网页：www.bjdka.com

分布式光纤温度监测系统在水利大坝的应用

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1、综述
大坝的投资大、效益高、在国民经济发展中起着举足轻重的作用，与人民的生活也休戚相关。一个庞大的水库，一旦失事，造成人民生命财产的损失是巨大的。所以大坝的安全显得尤为重要。根据《小型水利发电站设计规范》的安全监测规定，主要水工建筑物安全监测项目分别为：混凝土坝、砌石坝、土石坝、河床式厂房闸坝、隧洞、调压室、压力管道、地下式厂房、高陡边坡等，其主要观测项目也大体分为：上下游水位、扬压力、渗漏水量、位移、伸缩缝、上下游冲淤、沉降、应力应变、围岩山体压力、围岩变形等；目前从国内众多水坝监测仪器上分析，国内工程人员目前选用传统方式的较多，真正使用光纤传感技术的相对较少。随着我国光纤传感技术的飞速发展，国内光纤式传感器在国内的水坝上应用也是一种趋势，北京达卡科技有限公司针对这一情况，特别推出可靠的相关产品：光纤应变传感器、光纤钢筋计、光纤位移计、光纤裂缝计、光纤土压力计、光纤分布式温度监测系统（DTS）、光纤分布式应力温度监测系统（DTSS）、光纤光栅健康监测系统（FBG）、光纤地震波监测系统、水利大坝气象观测系统等。
北京达卡科技有限公司推出2套系统应用于水利大坝方面，第一、分布式光纤温度监测系统（DTS）和分布式光纤应力温度监测系统（DTSS）；第二、准分布式光纤光栅监测系统（FBG）

在后面的章节中，将分别介绍这些系统如何在水利大坝应用以及区别。
2、分布式光纤温度监测系统（DTS）和分布式光纤应力温度监测系统（DTSS）
(1)分布式光纤温度监测系统提出的常态大体积混凝土分布式光纤传感监测技术可实现大体积混凝土施工期和运行期的温度场监测，是对大坝温度监测传统仪器、理论和方法的变革和创新。
(2)所优选的光纤分布式温度测量系统安装方便，可快捷、准确地检测到坝体混凝土结构内部温度场的变化，这对大坝的健康诊断和安全运行十分有利。
分布式光纤监测技术在碾压混凝土坝的应用发展较快，对碾压混凝土坝，分布式光纤监测具有较大的应用优势，因为它对施工干扰小，它既具有监测温度场的功能，又兼有对碾压层面进行渗流定位监测的功能。从目前应用情况来看，光纤网络布置有二种形式。
一种是平面网络形式，光纤连续地沿坝体横断面自下而上作蛇形布置；另一种是空间网络形式，取某坝段作监测对象，光纤自下而上连续地沿水平截面从左至右或从右至左作蛇形布置。空间网络布置不仅可以监测多个横断面的温度场，了解施工期和运行期坝体温度空间分布和变化情况，而且可以对碾压层面进行渗流定位监测。
2.1 分布式光纤温度监测系统性能指标
光纤类型 单模/多模 （可选择）
测量时间  最小30s，取决与测量距离、温度与空间分辨率
测量距离  3Km以下 3-10Km 10 Km以上
空间分辨率  ±1m ±1m ±1.5m
温度分辨率  ±1℃
温度范围  取决于传感光缆（最大600 ℃）
通道数  最大可以扩展32通道
2.2 分布式光纤应力温度监测系统性能指标
光纤类型  单模(SMF)
测量时间  最小30s，取决与测量距离、温度与空间分辨率
测量距离  3Km以下 3-10Km 10 Km以上
空间分辨率  ±1m ±1m ±1.5m
分辨率  温度/应力
测量范围  取决于传感光缆
外接口  Ethernet, USB, RS232, SPST
操作系统  Windows 2000系统，160G硬盘
通道数  最大可以扩展32通道

3、技术发展展望
分布式光纤监测系统主要是一种时域分布式光纤监测系统，它的技术基础是光时域反射技术OTDR（optical time—domain reflectormetry）。OTDR最初用于评价光学通信领域中光纤、光缆和耦合器的性能，是用于检验光纤损耗特性、光纤故障的手段，其工作机理是脉冲激光器向被测光纤发射光脉冲，该光脉冲通过光纤时由于光纤存在折射率的微观不均匀性，以及光纤微观特性的变化，有一部分光会偏离原来的传播向空间散射，在光纤中形成后向散射光和前向散射光。其中，后向散射光向后传播至光纤的始端，经定向耦合器送至光电检测系统。由于每一个向后传播的散射光对应光纤总线上的一个测点，散射光的延时即反应在光纤总线上的位置。
目前北京达卡科技有限公司的拉曼技术和布里渊技术都基于OTDR系统而发展起来的。
分布式光纤经久耐用，安全可靠，由它构成的网络可以遍布坝体，这些光纤网络犹如神经系统，可以感知坝体各部位相关信息，大坝因此而有望成为一种机敏结构。由此而构成光纤智能大坝，更加便于我们工程人员应用。随着光纤传感技术的飞速发展，这种技术是目前最为合理和最为理想的大坝安全监测系统，所以此种技术应该得到国家水利部门的大力推广。
详情请参考北京达卡科技有限公司：www.bjdka.com

分布式光纤光栅对电力能源的监测

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在实际的电力传输过程中，长距离的电缆线每100米左右就有一个接头，由于电缆接头众多，并且容易发生内部故障和外部故障，引发的电缆火灾在整个电缆事故中约占一半以上。事实上，电缆接头故障的发展是一个渐进的过程，为有效地避免隐患事故的发生，采用对电缆接头进行实时的温度监测，全面准确地了解各个接头点的工作状况。确定维修计划，可确保送电安全。

北京达卡科技有限公司为国内用户提供两种温度监测方案，光纤分布式温度监测系统（DTS）和光纤光栅准分布式温度监测系统（FBG）。
光纤分布式温度监测系统（DTS）和光纤光栅准分布式温度监测系统（FBG）目前在国内得到大量应用，随着光纤传感技术的发展，目前采用这两种方式监测温度已经趋于成熟。这两种可以具体应用在：
1、钢厂高压电缆防火火情预报警
2、热电厂电缆桥架电缆接头火情预报警
3、钢厂、电厂开关柜触点温度火情预报警
4、高压设备包括：发电机、变压器、高压开关等火灾探测预警
5、大型电缆隧道火灾报警

国内目前常用的传统温度监测有：热敏电阻测温系统、红外探头测温系统、电传感光传输方式测温系统，众所周知，热敏电阻需要经常标定，而且布线麻烦，所以此种方式已逐步淘汰；红外探头受外部影响较大，系统不够稳定、误报几率较大，所以也不是理想的监测方式。电传感光传输方式由于属于电子元件式监测，所以对于高压系统是不能监测的。北京达卡科技有限公司推荐的光纤分布式温度监测系统（DTS）和光纤光栅准分布式温度监测系统（FBG）都具备以下优点：
1、本质安全、不受电磁干扰、传输距离远。
2、DTS施工简单，一根探测光缆既可以传输也可以探测温度；光纤光栅式可以精确预报和事故定位。
3、不需要重复标定校验，能够精确预测火灾险情，对火情前期掌握，便于设备维护。
4、北京达卡科技有限公司推荐的DTS最高可以探测-30-600℃的温度范围；光纤光栅式监测系统可以监测-30-200℃的范围。
5、光纤分布式温度监测系统和光纤光栅准分布式温度监测系统使用寿命长，可以达到30年。

光纤分布式温度监测系统（DTS）利用光纤感测信号和传输信号，采用先进的光时域反射(OTDR)技术和拉曼(Raman) 散射光对温度敏感的特性，探测出沿着光纤不同位置的温度的变化，可实现沿光纤几十公里的连续分布式测量，大大减小了误报率和漏报率,实现真正意义上的分布式测量。该系统可以精确定位，实时在线监测，得到温度的变化曲线图。并且我们为用户提供单模和多模光缆两种选择模式。空间精度在正负1米，温度分辨率在正负1℃。

光纤光栅准分布式温度监测系统（FBG）是北京达卡科技有限公司的另外重要的产品，其中针对电力行业的特殊情况，我们特别设计了高灵敏度陶瓷温度探测器，光纤光栅系统的功能：光纤光栅传感器所产生的光信号经光缆的远程传输，然后通过放置在监控室的光纤光栅解调仪直接进行数字量识别并转换为物理量，记录的数据可以在计算机终端显示、记录、保存或直接进入监测数据库。并且我们可以根据用户的具体需求设计组态软件，真实简洁反应监测情况。

最新推出系列分布式光纤传感系统Micron Optics Int.（MOI） 
分布式光纤传感系统原理是同时利用光纤作为传感敏感元件和传输信号介质，采用先进的OTDR技术，探测出沿着光纤不同位置的温度和应变的变化，实现真正分布式的测量。 Micron Optics温度测量原理是基于Raman散射效应的分布式温度传感系统；应变测量原理是基于Brillouin散射的分布式温度和应变传感系统，它可以同时测量温度和应变。
应用领域：
电力行业
    电力电缆的表面温度检测监控、事故点定位
电缆隧道、夹层的火情监测
发电厂和变电站的加的温度监测、故障点的检测和火灾报警
水利土木建筑行业
    大坝、河堤的渗漏，桥梁及其他混凝土结构裂变的监测
大坝、河堤、桥梁的混凝土凝固与养护温度与应变监测
大型民用工程的结构健康监测
公路 、地铁隧道行业
    隧道、地铁、公路的火灾监测和报警
石油天然气行业
    石油、天然气输送管线或储罐泄漏监测
油库、油管、油罐的温度监测及故障点的检测
分布光纤温度传感系统通过光纤对远处的一个空间各个点的温度进行实时测量，主要应用于油库、煤矿、军火库、地下商场、隧道、大中型变压器和电缆沟等的测温，并可通过监测温度变化达到温度报警。与传统测温方法比较，分布光纤温度传感系统可以在易燃、易爆的环境下同时测量几万个点，并可对每个温度测量点进行准确定位。
  系统采用特种感温光缆作探测器，本身不带电，具有本质防爆、防雷，防腐蚀、抗电磁干扰等优点。目前已经被广泛用于石油，管道泄漏，隧道火灾探测，大坝安全 监测，电力电缆监测等。SI325代表着目前国际上的最高技术指标。其测量温度分辨率可以达到0.1 oC，任何微小温度变化都会被探测到。测试距离最长可达30km，空间分辨率最小1m. 相同温度分辨率，测量距离和空间分辨的前提下，SI325具有最短的测量时间，这在实时的温度探测方面非常的重要。同时SI325的产品多样，针对不同应用用户可以选择2km，4km，8km，10km，30km和高空间分辨率的系统。 应用领域： 隧道、地铁方面 隧道、地铁、公路的火灾监测和报警 油气方面 石油、天然气输送管线或储罐泄漏监测 油库、油管、油罐的温度监测及故障点的检测 电力方面 电力电缆的表面温度检测监控、事故点定位 电缆隧道、夹层的火情监 发电厂和变电站的加的温度监测、故障点的检测和火灾报警 水利土木方面 大坝、河堤的渗漏 大坝、河堤、桥梁的混凝土凝固与养护温度.
电话: 8610-62975351 email: bj4430@163.com