分布式光纖測(cè)溫系統(tǒng)

技

術(shù)

方

案

   北京鴻鷗成運(yùn)儀器設(shè)備有限公司

1.1概述

相對(duì)于以上傳統(tǒng)的供暖方式來(lái)說(shuō)，地?zé)崮芄┡跐M足人們供暖需求的同時(shí)不會(huì)對(duì)環(huán)境造成污染這也是國(guó)家大力推廣發(fā)展的原因之一。地?zé)峋┡侵竿ㄟ^(guò)打地?zé)峋?，抽取地下熱水并用于供暖系統(tǒng)，地?zé)峋┡膬?yōu)勢(shì)在于清潔、環(huán)保、舒適，因?yàn)樯顚拥叵滤凶约旱难h(huán)系統(tǒng)，水被采上供暖，再循環(huán)到地下，整個(gè)過(guò)程是沒(méi)有消耗的，理論上可以無(wú)限再生。符合低碳環(huán)保、節(jié)能減排的環(huán)境建設(shè)要求。

地?zé)峋┡€有一些工藝需要完善，比如尾水排放的溫度過(guò)高，造成了資源的浪費(fèi)，因此，地?zé)峋臏囟葘?shí)時(shí)監(jiān)測(cè)尤其重要。分布式光纖測(cè)溫系統(tǒng)*取代了傳統(tǒng)的熱電阻式傳感器，解決了井下惡劣環(huán)境溫度監(jiān)測(cè)長(zhǎng)期穩(wěn)定的需求。

二、系統(tǒng)簡(jiǎn)介

本系統(tǒng)采用了當(dāng)今先進(jìn)的光電技術(shù)、通訊技術(shù)、微處理器技術(shù)、數(shù)字化溫度傳感技術(shù)。*設(shè)計(jì)的低溫、強(qiáng)電場(chǎng)、潮濕環(huán)境運(yùn)行技術(shù)。該系統(tǒng)的開(kāi)發(fā)研制均在天然氣采集區(qū)、熱力管道經(jīng)多次反復(fù)試驗(yàn)、攻關(guān)才得以完善，完整安全地把數(shù)據(jù)傳送至監(jiān)測(cè)終端。因此，該系統(tǒng)是一種高可靠性的溫度在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)。

本系統(tǒng)具有良好的計(jì)算機(jī)界面、可顯示現(xiàn)場(chǎng)管道模擬圖，顯示傳感器所監(jiān)測(cè)的實(shí)際位置及所有管道的相關(guān)參數(shù)，當(dāng)運(yùn)行中管道出現(xiàn)異常時(shí)，顯示畫面及事故音響同時(shí)發(fā)出報(bào)警信號(hào)，可通過(guò)計(jì)算機(jī)的模擬圖上直接查看，并能迅速準(zhǔn)確地判斷出發(fā)生故障的實(shí)際位置，很大程度地防止了更大的事故發(fā)生及提高了技術(shù)管理水平。本系統(tǒng)支持RS－485/RS－232和ETHERNET等標(biāo)準(zhǔn)通訊接口和通訊協(xié)議可與監(jiān)控室內(nèi)網(wǎng)絡(luò)互連。

2.1系統(tǒng)結(jié)構(gòu)與說(shuō)明

為保障被監(jiān)測(cè)管道的安全，本系統(tǒng)采用技術(shù)先進(jìn)、性能*的線式光纖測(cè)溫系統(tǒng)，將感溫光纖敷設(shè)在熱力管道上，然后接入控制室的監(jiān)測(cè)解調(diào)儀上，監(jiān)測(cè)解調(diào)儀將攜帶有溫度信息的光信號(hào)解調(diào)后就得到沿管道的分布溫度。監(jiān)測(cè)解調(diào)儀通過(guò)通訊口將數(shù)據(jù)傳送到上位機(jī)，生成直觀的圖文畫面供用戶查詢?yōu)g覽。下圖為系統(tǒng)簡(jiǎn)圖：

系統(tǒng)總體性能指標(biāo)

溫度測(cè)量范圍：-40℃—150℃（采用特殊光纖可擴(kuò)展至800℃）

測(cè)溫長(zhǎng)度：1000m，2000 m，4000m,8000m，16000,長(zhǎng)監(jiān)測(cè)距離20km

測(cè)溫精度：<±0.5℃

光纖通道：1，2，4--128

定位精度：自由展開(kāi)光纖：<1m，光纖探頭：<5cm

采樣速率（空間采樣間隔）：100MHz （1.0m）

光纖接口：FC/APC

測(cè)溫光纖：多模62.5/125

測(cè)量時(shí)間：<10s/周期、<15s/周期、<20s/周期

數(shù)據(jù)接口：RS232,RJ45(網(wǎng)口)

要求測(cè)溫光纖損耗：<1dB/km @ 1550nm

電源：220V, 50Hz

主機(jī)工作環(huán)境：溫度0℃～60℃

              濕度<80%（無(wú)冷凝）

2.2系統(tǒng)包含的子系統(tǒng)：

1、傳感器與傳輸系統(tǒng)

該系統(tǒng)應(yīng)用先進(jìn)的分布式光傳感技術(shù)，通過(guò)光纖傳感器，將被測(cè)溫度量轉(zhuǎn)變成光信號(hào)。由于從傳感器輸出的信號(hào)為光信號(hào)，所以可以直接通過(guò)光纜進(jìn)行遠(yuǎn)距離傳輸。光纖良好的耐環(huán)境性能也為長(zhǎng)期的安全監(jiān)控提供了可靠的保障。

2、數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)

該系統(tǒng)的功能：光纖傳感器所產(chǎn)生的光信號(hào)經(jīng)光纜的遠(yuǎn)程傳輸，然后通過(guò)放置在監(jiān)控室的光纖監(jiān)測(cè)解調(diào)儀直接進(jìn)行數(shù)字量識(shí)別并轉(zhuǎn)換為物理量，記錄的數(shù)據(jù)可以在計(jì)算機(jī)終端顯示、記錄、保存或直接進(jìn)入監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)庫(kù)。

3、監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)管理軟件系統(tǒng)

該系統(tǒng)的目的是根據(jù)各監(jiān)測(cè)項(xiàng)目的特點(diǎn)，使各種不同類型的數(shù)據(jù)通過(guò)恰當(dāng)?shù)慕M織被有效地儲(chǔ)存起來(lái)。在保證必要信息儲(chǔ)存的前提下，盡量減少數(shù)據(jù)冗余度。該管理系統(tǒng)能方便地從數(shù)據(jù)系統(tǒng)中獲取數(shù)據(jù)，同時(shí)數(shù)據(jù)可以被不同用戶方便地調(diào)用。

三、系統(tǒng)參考標(biāo)準(zhǔn)

《線型光纖感溫火災(zāi)探測(cè)器》GB/T 21197-2007

《工業(yè)產(chǎn)品使用說(shuō)明書總則》GB9969.1

《數(shù)字計(jì)算機(jī)硬件測(cè)試》(ISA-RP55.1)

《工業(yè)控制設(shè)備及系統(tǒng)的端子板》(NEMA-ICS4)

《工業(yè)控制裝置及系統(tǒng)的外殼》(NEMA-ICS6)

《建筑設(shè)計(jì)防火規(guī)范》(GBJ 116-87)

《火災(zāi)自動(dòng)報(bào)警系統(tǒng)設(shè)計(jì)規(guī)范》(GB 50116-98)

《火災(zāi)自動(dòng)報(bào)警系統(tǒng)施工及驗(yàn)收規(guī)范》(GB 50166-92)

《火災(zāi)報(bào)警控制器通用技術(shù)條件》(GBJ 4717-93)

其它現(xiàn)行的相關(guān)國(guó)家和行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范

四、監(jiān)測(cè)范圍及運(yùn)行目標(biāo)

4.1監(jiān)測(cè)范圍

采用線式感溫光纖對(duì)地?zé)峋?/span>進(jìn)行在線溫度監(jiān)測(cè)。

五、管道測(cè)溫解決方案

5.1設(shè)計(jì)原則

本設(shè)計(jì)依據(jù)國(guó)家關(guān)于火災(zāi)自動(dòng)報(bào)警系統(tǒng)施工及驗(yàn)收規(guī)范及工業(yè)自動(dòng)化測(cè)控系統(tǒng)的設(shè)計(jì)技術(shù)規(guī)范，采用目前在工業(yè)界廣為使用并被證明是成功的，以其結(jié)構(gòu)先進(jìn)、布線成本低、抗干擾能力強(qiáng)、運(yùn)行安全可靠、擴(kuò)充靈活方便的*性能，在投資費(fèi)用合理的前提下，實(shí)現(xiàn)管道泄漏時(shí)溫度差監(jiān)測(cè)功能。實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)井下溫度，對(duì)溫度的異變及時(shí)進(jìn)行預(yù)報(bào)，及時(shí)發(fā)現(xiàn)隱患，及時(shí)進(jìn)行防范。

5.2方案說(shuō)明

根據(jù)地?zé)峋植记闆r，設(shè)計(jì)光纜安裝（參考方案），見(jiàn)下表：

5.2.1配置清單

5.2.2設(shè)計(jì)說(shuō)明：

本項(xiàng)目需要地?zé)峋?/span>1口，深度均是2500m。

鋪設(shè)如下圖。

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