1系統(tǒng)功能

本系統(tǒng)主要實(shí)現(xiàn)了基于光纖光柵技術(shù)的實(shí)時(shí)溫度在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，將傳感設(shè)備采集的實(shí)時(shí)信息數(shù)據(jù)傳輸至監(jiān)控計(jì)算機(jī)，經(jīng)過(guò)數(shù)據(jù)分析、處理，將分析處理結(jié)果以實(shí)時(shí)直觀圖形、實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)表格等方式顯示發(fā)布，并集成了綜合信息查詢、防區(qū)報(bào)警策略設(shè)置、報(bào)警日志記錄、用戶管理方面的實(shí)用功能。方便用戶瀏覽、查詢、統(tǒng)計(jì)、打印記錄表格等功能，并以此來(lái)滿足用戶對(duì)實(shí)時(shí)防區(qū)信息的直觀瀏覽和控制需求。實(shí)現(xiàn)了實(shí)時(shí)直觀圖形報(bào)警系統(tǒng)的整合應(yīng)用，用戶與實(shí)時(shí)報(bào)警系統(tǒng)之間的良好交互環(huán)境。其系統(tǒng)主要功能模塊包括：

實(shí)時(shí)系統(tǒng)圖

l       具有防區(qū)電子地圖功能，將防區(qū)分布、傳感器位置、工作狀態(tài)、分布情況以動(dòng)態(tài)實(shí)時(shí)圖形顯示

l       直觀圖形發(fā)布，顯示各防區(qū)實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)圖形，使工作人員能夠及時(shí)掌握各防區(qū)運(yùn)行狀況實(shí)時(shí)信息與相關(guān)歷史數(shù)據(jù)

實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)表

l       傳感器數(shù)據(jù)的采集、傳輸與監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)表格發(fā)布

l       方便用戶瀏覽、統(tǒng)計(jì)、打印實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)表格

綜合查詢統(tǒng)計(jì)

l       將采集的防區(qū)報(bào)警數(shù)據(jù)以報(bào)表方式統(tǒng)計(jì)顯示

l       通過(guò)模糊查詢（按時(shí)間、時(shí)段）方便查詢歷史信息并輸出打印

系統(tǒng)管理

l       系統(tǒng)初始參數(shù)設(shè)置：系統(tǒng)初次初始設(shè)置完成后，今后系統(tǒng)的使用過(guò)程中系統(tǒng)能自動(dòng)檢測(cè)上次設(shè)置保存的參數(shù)信息，無(wú)需再次設(shè)置

l       用戶設(shè)置：能添加、刪除、修改操作用戶的賬號(hào)等基本信息

l       用戶登錄日志：當(dāng)用戶登錄系統(tǒng)后，自動(dòng)記錄用戶基本信息和IP地址

l       防區(qū)設(shè)置：可設(shè)置防區(qū)編號(hào)、名稱、分組、基本信息等內(nèi)容

安全備份

l       系統(tǒng)能夠備份參數(shù)設(shè)置和報(bào)警記錄，系統(tǒng)操作記錄的保存時(shí)間不小于1年；所有防區(qū)報(bào)警記錄的保存時(shí)間不小于1年

l       系統(tǒng)能夠通過(guò)備份的參數(shù)數(shù)據(jù)恢復(fù)系統(tǒng)設(shè)置

l       系統(tǒng)能定期備份報(bào)警數(shù)據(jù)庫(kù)，保證系統(tǒng)的安全性

2系統(tǒng)特點(diǎn)

?      可實(shí)時(shí)、分布監(jiān)測(cè)

光纖光柵溫度傳感監(jiān)測(cè)系統(tǒng)可以實(shí)時(shí)在線、全天候24小時(shí)監(jiān)測(cè)，對(duì)確定異常地點(diǎn)以及是否自身故障提供重要數(shù)據(jù)。

?      靈活的報(bào)警控制

光纖光柵溫度傳感監(jiān)測(cè)系統(tǒng)可設(shè)置多級(jí)靈敏度調(diào)節(jié)，并且可以根據(jù)環(huán)境不同進(jìn)行修正。用戶也可以根據(jù)實(shí)際情況自定各個(gè)區(qū)域的報(bào)警閥值。

?      響應(yīng)時(shí)間短

單一探測(cè)區(qū)的響應(yīng)時(shí)間不超過(guò)3秒，而且與監(jiān)測(cè)長(zhǎng)度與精度無(wú)關(guān)。

?      準(zhǔn)確性、可靠性

采用先進(jìn)的數(shù)字式測(cè)量技術(shù)，不受光源波動(dòng)、連接損耗、光纜的隨機(jī)振動(dòng)等因素的影響。

?      優(yōu)良的兼容性

系統(tǒng)可以通過(guò)RS232/485標(biāo)準(zhǔn)端口或者繼電器輸出與外部其它控制設(shè)備進(jìn)行通信，可以與安防領(lǐng)域中使用的其它系統(tǒng)聯(lián)網(wǎng)。

?      靈活的布點(diǎn)措施

系統(tǒng)組網(wǎng)方便靈活，各檢測(cè)通道相對(duì)獨(dú)立，避免了設(shè)備間的影響；可根據(jù)工程需要，靈活方便的選擇探頭位置和疏密程度。

?      安全特性

光纖光柵傳感器對(duì)信號(hào)的采集是在無(wú)電的情況下進(jìn)行的，本質(zhì)防燃防爆。

?      自檢功能

系統(tǒng)具有自檢功能，可實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)自身運(yùn)行情況并輸出故障報(bào)警聲光信號(hào)。

3光纖光柵溫度傳感原理

   光纖布喇格光柵是利用光纖芯層材料的光敏特性，通過(guò)紫外激光曝光的方法，使一段本來(lái)沿光纖軸線均勻分布的光纖纖芯折射率發(fā)生周期性永久改變（其周期在幾百納米數(shù)量級(jí)）形成的一種光柵結(jié)構(gòu)的光學(xué)器件，簡(jiǎn)稱光纖光柵。
　  當(dāng)寬帶光通過(guò)光纖光柵時(shí)，光纖光柵會(huì)對(duì)此入射光進(jìn)行選擇性反射，反射一個(gè)中心波長(zhǎng)與芯層折射率調(diào)制相位相匹配的窄帶光（帶寬通常約為0.1～0.5nm），此中心波長(zhǎng)稱之為布喇格波長(zhǎng)λ，在外界參量(如應(yīng)力、溫度等)發(fā)生變化情況下，光柵柵距(d)發(fā)生變化，布喇格波長(zhǎng)λ也隨之發(fā)生變化，其變化滿足如下關(guān)系式：

                                                  

其中λB為光柵的布喇格波長(zhǎng)，neff  為光柵的有效折射率，Λ為光柵條紋周期。光柵柵距Λ可通過(guò)改變兩相干紫外光束的相對(duì)角度而得以調(diào)整，通過(guò)這種方法，就可以制作出不同反射波長(zhǎng)的Bragg光柵，只有滿足Bragg條件的光波才能被光纖Bragg光柵反射。其傳感原理圖如下圖所示：

 

 

 

 

圖  光纖布喇格光柵傳感示意圖

 

因此，通過(guò)精確地測(cè)量光柵反射光的布喇格波長(zhǎng)λ的變化量，就可以獲得光纖光柵處所測(cè)物理量。光纖布喇格光柵傳感器的一個(gè)主要優(yōu)點(diǎn)就是：采用對(duì)波長(zhǎng)信號(hào)的數(shù)字式測(cè)量方法，不隨光強(qiáng)度、光纖連接和耦合損耗、光源功率因素的影響，能方便地使用波分復(fù)用技術(shù)在一根光纖中串接多個(gè)布喇格光柵進(jìn)行分布式測(cè)量。

4 系統(tǒng)構(gòu)成

光纖光柵溫度在線監(jiān)測(cè)技術(shù)的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)可分為三層：

第一層為：數(shù)據(jù)采集層。在這一層中，分布在電力電纜表面或電纜橋架上方的光纖光柵傳感器將負(fù)責(zé)采集其表面溫度；

第二層為：數(shù)據(jù)監(jiān)測(cè)層。通過(guò)傳輸光纜將光纖光柵傳感器采集到的數(shù)據(jù)上傳給光纖光柵信號(hào)處理器和監(jiān)控計(jì)算機(jī)，以實(shí)現(xiàn)在線監(jiān)測(cè)；

第三層為：遠(yuǎn)程監(jiān)控層。將中間層監(jiān)測(cè)到的數(shù)據(jù)整理后打包通過(guò)局域網(wǎng)或者Internet傳給遠(yuǎn)程監(jiān)控中心，以實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程監(jiān)控。如下圖：

 

   圖  光纖光柵溫度在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖

 

5 產(chǎn)品技術(shù)規(guī)格

中心主機(jī)

名稱：光纖光柵信號(hào)處理器

型號(hào)：JC-OM301/SP

產(chǎn)品描述：用于光纖光柵波長(zhǎng)信號(hào)數(shù)據(jù)讀取采樣分析處理

?    
光纖接口及類(lèi)型：16通道  FC/APC

?    波長(zhǎng)范圍：1284nm—1327nm

?    分辨率：1pm

?    采樣速率：20Hz

?    工作方式：16通道同步測(cè)量

?    光纜傳輸最大距離：20km

?    每通道探測(cè)器容量：不大于20點(diǎn)

?    網(wǎng)絡(luò)接口：10Base-T/100Base-TX，RJ45

?    網(wǎng)絡(luò)協(xié)議：TCP/IP，UDP

?    電源：AC220V

?    工作溫度和濕度：0℃--40℃,10%--90%

?    外形尺寸：標(biāo)準(zhǔn)19’,3U

傳輸設(shè)備

名稱：傳輸光纜

型號(hào)： GYTA-12B1

?           光纜芯數(shù)：12

?           光纜外徑尺寸：ф10mm

?           傳輸距離：≤20km

傳感器

名稱：光纖光柵溫度傳感器

型號(hào)：JC-OM301/S

?           探測(cè)器原理：布喇格光柵波長(zhǎng)反射原理

?           波長(zhǎng)范圍：1280nm--1580nm

?           測(cè)溫分辨率：0.1℃           

?           測(cè)溫精確度：±0.5℃

?           封裝型式：金屬封裝和絕緣封裝

 

監(jiān)控計(jì)算機(jī)

名稱：監(jiān)控計(jì)算機(jī)

最低配置要求：

?           中央處理器：雙核處理器

?           內(nèi)存：2GB (1X2GB)NECC 雙通道 DDR3 1333MHz SDRAM 內(nèi)存

?           顯示器：17" 寬屏顯示器

?           硬盤(pán)：160GB  SATA 3.0Gb/s

?           顯卡：512MB NVIDIA(R)