感溫電纜、分佈式光纖、光纖光柵的工作原理和作用分別有何區別?


感溫電纜、分佈式光纖、光纖光柵的工作原理和作用分別有何區別?


一般感溫電纜內部是兩根彈性鋼絲,每根鋼絲外面包有一層感溫且絕緣的材料,在正常監視狀態下,兩根鋼絲處於絕緣狀態,當週邊環境溫度上升到預定動作溫度時,溫度敏感材料破裂,兩根鋼絲產生短路,輸入模塊檢查到短路信號後產生報警,屬於“開關量”感溫電纜,俗稱不可恢復纜式感溫火災探測器。


感溫電纜、分佈式光纖、光纖光柵的工作原理和作用分別有何區別?

JTW-LD-ZS2000-85不可恢復式線型定溫火災探測器原理圖

隨著感溫電纜應用領域的擴展,行業內對感溫電纜的技術要求也不斷加深,如今又出現“模擬量定溫式”和“模擬量差定溫式”感溫電纜,其線芯數也由傳統的兩芯變為四芯。

“模擬量感溫電纜”也就是我們所說的可恢復纜式感溫火災探測器,可恢復式感溫電纜組成為熱敏材料絕緣的鋼絲,當現場溫度溫度變化時,鋼絲導線間電阻發生變化,在電阻變化達到設定的報警閥值時,探測器發出火災報警信號。


感溫電纜、分佈式光纖、光纖光柵的工作原理和作用分別有何區別?


分佈式光纖線型感溫火災探測器的溫度測量基於自發拉曼Raman散射效應。


感溫電纜、分佈式光纖、光纖光柵的工作原理和作用分別有何區別?


大功率窄脈寬激光脈衝LD入射到傳感光纖後,激光與光纖分子相互作用,產生極其微弱的背向散射光,散射光有三個波長,分別是Rayleigh(瑞利)、anti-stokes(反斯托克斯)和stokes(斯托克斯)光;其中anti-stokes溫度敏感,為信號光;stokes溫度不敏感,為參考光。

從傳感光纖背向散射的信號光經再次經過分光模塊WF,隔離Rayleigh散射光,透過溫度敏感的anti-stokes信號光和溫度不敏感的stokes參考光,並且由同一探測器(APD)接收,根據兩者的光強比值可計算出溫度。而位置的確定是基於光時域反射OTDR技術,利用高速數據採集測量散射信號的回波時間即可確定散射信號所對應的光纖位置。


感溫電纜、分佈式光纖、光纖光柵的工作原理和作用分別有何區別?


光纖光柵線型感溫火災探測系統使用光纖作為感溫元件和信號傳輸介質,為提高光纖對溫度的敏感程度及準確定位能力,在普通單模光纖上製作一系列的溫度敏感區——光纖光柵,這些敏感區可以精確、靈敏地探測到周圍溫度的細微變化,而光纖的其他部分只是用於信號傳輸,對機械應力和環境干擾不敏感,從而保證整個光纖光柵感溫探測系統的高靈敏性和低誤報率。


感溫電纜、分佈式光纖、光纖光柵的工作原理和作用分別有何區別?


其基本原理是利用光柵感溫探頭內部敏感元件——光纖光柵反射的光學頻譜對溫度的敏感特性,通過光纖光柵溫度報警儀顯示錶頭內部各功能模塊完成對光纖光柵傳感器的輸入光源激勵/輸出光學頻譜分析和物理量換算,以數字方式給出各監測點的溫度信息,並根據預先設定的報警溫度設定值和報警溫升速率實時給出火災預警和報警信號。


三種類型的產品特點各有區別

感溫電纜由於一套長度有限制,一般用於探測距離不是太遠的地方;分佈式光纖與光纖光柵則不然,分佈式光纖和光纖光柵最大的區別就是對於溫度和定位的精確度,分佈式光纖是通過散射光的回波時間來計算位置,位置誤差較大,而光柵則解決了定位的問題。

分佈式光纖一般用於綜合管廊、石化儲罐、開關櫃、隧道等場合,光纖光柵也同樣適用,綜合管廊也是最近幾年國內才興起的項目,管廊一般設計也以分佈式光纖居多。


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