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缆式感温与光纤感温技术对比分析:性能差异及适用场景详解

感温光缆作为一种先进的光纤技术,其设计注重于增强抗拉抗压性能,确保在恶劣环境中也能稳定工作。这种光缆采用了分布式铠装设计,内部设有不锈钢保护管和抗拉钢网,有效地保护光纤免受损伤。外部则使用了高性能低烟无卤的阻燃热塑性材料,不仅防水,还具备了优异的耐腐蚀特性,使得光缆在安装维护时更加便捷。
性能指标方面,感温光缆表现出色。光纤耐压能力达到工频65kV/125mm,而光纤类型采用了金属铠装,增强了其机械强度。它能够承受高达133千伏/125毫米的雷电冲击电压。温度测量范围宽广,从-30℃到120℃,覆盖了大部分工业应用场景。护套材料的选用保证了光缆外径不超过4毫米,便于在狭小空间内布置。
光纤温度传感的核心原理是基于后向拉曼散射效应。当激光脉冲与光纤分子相互作用时,会产生多种散射,其中拉曼散射是由于光纤分子的热振动引起的。这种热振动会导致两种不同波长的光产生:一种是比光源波长长的斯托克斯光,另一种是比光源波长短的反斯托克斯光。外部温度的变化会调节光纤中的反斯托克斯光强,而反斯托克斯与斯托克斯光强的比率则能准确指示出温度。
通过结合高质量的脉冲光源和高速信号采集处理技术,可精确测量光纤沿线各点的温度值。在延迟10纳秒的激光脉冲下,系统能够测量最大30公里的光纤空温度,分辨率高达1米,相当于拥有30000个测点,这一技术在温度监测方面具有极高的精确性和可靠性。
分布式光纤测温技术的应用范围广泛,尤其是在带式输送机和导向滚筒的过热和火灾报警系统中表现突出。它能够实时获取沿输送机和导辊各点的温度信号,有效减少误报和漏报,为工业安全提供了强有力的保障。
此外,感温光缆的应用不仅仅局限于安全监测。在石油、化工、电力等行业中,光纤温度传感技术可以帮助工程师更好地理解工艺过程,优化生产流程,提高能源效率。其分布式测量能力使得整个系统的监测更加全面,响应速度更快,为现代工业的自动化和智能化发展提供了关键支持。随着技术的不断进步,感温光缆的应用将会更加广泛,为各行各业带来更多的便利和效益。

感温光缆采用分布式铠装抗拉抗压光纤,光缆内部设有不锈钢保护管和抗拉钢网,保护光纤不受损伤。外护套采用高性能低烟无卤阻燃热塑性材料,防水。要求有铠装,牢固,灵活,抗拉抗压性能好,安装维护方便,耐腐蚀。

缆式感温与光纤感温技术对比分析:性能差异及适用场景详解

温敏光缆的性能指标

光纤耐压:工频耐压65kV/125mm

光纤类型:金属铠装

雷电冲击电压133千伏/125毫米

温度测量范围:(-30—120)℃

护套:低烟无卤阻燃热塑性材料

外径:不超过4毫米

光纤温度传感的机理是基于后向拉曼散射效应。激光脉冲与纤维分子相互作用,引起散射。散射有很多种,如瑞利散射、布里渊散射和拉曼散射。拉曼散射是由于光纤分子的热振动,会产生一种比光源波长更长的光,称为斯托克斯光,一种比光源波长更短的光,称为反斯托克斯光。光纤受到外部温度的调制,使得光纤中的反斯托克斯光强发生变化。反斯托克斯与斯托克斯的比率提供了温度的绝对指示。利用这一原理,可以实现光纤温度场的分布式测量。

将高质量的脉冲光源与高速信号采集处理技术相结合,可以获得光纤沿线各点的精确温度值。在延迟10ns的激光脉冲下,系统可以测量最大30km光纤空的温度,分辨率为1m,相当于30000个测点。

基于上述感温光纤原理,分布式光纤测温技术特别适用于带式输送机和导向滚筒过热和火灾报警。它可以获得沿带式输送机和导辊各点的温度信号,大大减少误报和误报。

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