感温电缆、分布式光纤、光纤光栅的工作原理和作用分别有何区别?


感温电缆、分布式光纤、光纤光栅的工作原理和作用分别有何区别?


一般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,属于“开关量”感温电缆,俗称不可恢复缆式感温火灾探测器。


感温电缆、分布式光纤、光纤光栅的工作原理和作用分别有何区别?

JTW-LD-ZS2000-85不可恢复式线型定温火灾探测器原理图

随着感温电缆应用领域的扩展,行业内对感温电缆的技术要求也不断加深,如今又出现“模拟量定温式”和“模拟量差定温式”感温电缆,其线芯数也由传统的两芯变为四芯。

“模拟量感温电缆”也就是我们所说的可恢复缆式感温火灾探测器,可恢复式感温电缆组成为热敏材料绝缘的钢丝,当现场温度温度变化时,钢丝导线间电阻发生变化,在电阻变化达到设定的报警阀值时,探测器发出火灾报警信号。


感温电缆、分布式光纤、光纤光栅的工作原理和作用分别有何区别?


分布式光纤线型感温火灾探测器的温度测量基于自发拉曼Raman散射效应。


感温电缆、分布式光纤、光纤光栅的工作原理和作用分别有何区别?


大功率窄脉宽激光脉冲LD入射到传感光纤后,激光与光纤分子相互作用,产生极其微弱的背向散射光,散射光有三个波长,分别是Rayleigh(瑞利)、anti-stokes(反斯托克斯)和stokes(斯托克斯)光;其中anti-stokes温度敏感,为信号光;stokes温度不敏感,为参考光。

从传感光纤背向散射的信号光经再次经过分光模块WF,隔离Rayleigh散射光,透过温度敏感的anti-stokes信号光和温度不敏感的stokes参考光,并且由同一探测器(APD)接收,根据两者的光强比值可计算出温度。而位置的确定是基于光时域反射OTDR技术,利用高速数据采集测量散射信号的回波时间即可确定散射信号所对应的光纤位置。


感温电缆、分布式光纤、光纤光栅的工作原理和作用分别有何区别?


光纤光栅线型感温火灾探测系统使用光纤作为感温元件和信号传输介质,为提高光纤对温度的敏感程度及准确定位能力,在普通单模光纤上制作一系列的温度敏感区——光纤光栅,这些敏感区可以精确、灵敏地探测到周围温度的细微变化,而光纤的其他部分只是用于信号传输,对机械应力和环境干扰不敏感,从而保证整个光纤光栅感温探测系统的高灵敏性和低误报率。


感温电缆、分布式光纤、光纤光栅的工作原理和作用分别有何区别?


其基本原理是利用光栅感温探头内部敏感元件——光纤光栅反射的光学频谱对温度的敏感特性,通过光纤光栅温度报警仪显示表头内部各功能模块完成对光纤光栅传感器的输入光源激励/输出光学频谱分析和物理量换算,以数字方式给出各监测点的温度信息,并根据预先设定的报警温度设定值和报警温升速率实时给出火灾预警和报警信号。


三种类型的产品特点各有区别

感温电缆由于一套长度有限制,一般用于探测距离不是太远的地方;分布式光纤与光纤光栅则不然,分布式光纤和光纤光栅最大的区别就是对于温度和定位的精确度,分布式光纤是通过散射光的回波时间来计算位置,位置误差较大,而光栅则解决了定位的问题。

分布式光纤一般用于综合管廊、石化储罐、开关柜、隧道等场合,光纤光栅也同样适用,综合管廊也是最近几年国内才兴起的项目,管廊一般设计也以分布式光纤居多。


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