某企業TN-DTS2000分布式光纖火災監測系統應用說明

鄭州泰恩科技有限公司基于分布式光纖傳感技術研制開發的新型火災探測系統，通過實時檢測感溫光纖中背向散射光信號強度隨溫度的變化情況，實現對油罐/電纜溫度的連續在線監測和火災報警。該系統主要由感溫光纖、光纖測溫主機、工控機、上位機監控軟件、火災報警控制器、遠程通信模塊等組成，如圖3各行業通用流程圖所示。

2、系統組成
TN-DTS2000分布式光纖火災監測系統主要由以下六部分組成：
? 感溫光纖
? 光纖測溫主機
? 測溫圖形管理監控軟件
? 火災報警控制器
? 遠程通信模塊
? 計算機及打印機
2.1  感溫光纜
測溫光纜內芯采用62.5/125µm或50.0/125µm多模光纖，護套采用鎧裝保護，外套采用阻燃的低鹵PVC材料。整個光纜結構保證了測溫光纜具有較快的溫度響應速度、較強的抗拉、抗壓能力和耐高溫、阻燃能力。

2.2  光纖測溫主機
測溫主機包括激光光源、多通道復用/解復用模塊、信號檢測模塊、信號處理模塊和通信控制模塊幾部分構成。激光光源發出的脈沖光信號進入測溫光纜后，在向前傳播的同時，受到光纖纖芯材料的散射，一部分散射光經由光纖原路返回到達WDM模塊，WDM模塊將散光信號按照波長（頻率）的不同分成兩路分別進入光探測器。通過對光電探測器輸出信號的調理、模擬-數字轉換和數字信號處理，得到當前光纖通道中每一點的溫度值；如果測量溫度值大于預設的報警溫度，則通過RS485接口發送信號到火災報警控制器觸發報警；主機同時還能響應來自控制中心監控軟件的網絡命令請求，將實測溫度通過網絡發送到監控中心。
TN-DTS2000測溫主機為19英寸4U機箱，可以方便的安裝到機柜中，外型尺寸為132mm x 368mm x 440mm（HxWxD）。
測溫主機后面板接口：
1) 220V 直流電電源接口
2) LAN：10M/100M自適應以太網口
3) COM1：標準RS232串口，用于系統維護與調試
4) 220V 直流電電源接口
5) LAN：10M/100M自適應以太網口

6) COM2：用于擴展外部設備  

7) 1~6：6路光纖輸出接口，用于連接感溫光纖。
2.3   測溫圖形管理監控軟件
圖形管理監控軟件運行在中心控制室的工控計算機上（支持Windows 2000以上操作系統），利用TCP/IP協議通過網絡與分布式光纖測溫主機進行數據通信，獲得測溫主機采集到的所有監測分區的溫度數據；操作人員也可以在軟件界面上方便的對系統分區、每個監測分區的報警溫度等進行設置
測溫軟件提供強大數據庫，存儲所有測量和配置數據，其特點如下：
? 測量過程同步瀏覽，簡單輸入和輸出配置
? 定溫報警：根據用戶要求設置報警和預警溫度，并可對被監控區域分段設置不同分區，每個分區可以任意設置報警值，對不同的部位進行不同標準的監控；
? 溫升速率報警：被監控的區域達到按用戶要求設置的溫升速率預定值時，可以報警、指出報警區域所處的位置并做數據儲存和打印
? 歷史數據顯示：用戶可以通過歷史數據查詢得到區域某時某刻、某點的溫度、某時段的溫度、 高溫度
? 特性曲線顯示：包括某時某刻溫度分布曲線、某時段某點的溫度變化曲線、某時段 高溫度變化曲線
? 遠程監控診斷和維護：通過因特網，可實現對現場設備的遠程監控、診斷和維護等
2.4  火災報警控制器
測溫主機通過RS485接口與火災報警控制器相連，火災報警控制器接收來自測溫主機的報警指令，對指令進行解碼后控制相應的繼電器動作；繼電器輸出信號經協議轉換模塊轉化為二總線接口，再連接到火災報警控制器。報警控制器可以發出聲光報警，同時可對多個不同類型的設備如通風、噴淋等進行聯動控制，實現自動消防滅火。火災報警控制器和測溫主機一起安裝在光纖在線測溫監測柜的機架上，采用220V交流供電。
2.5 遠程通信模塊
對于安裝位置遠離監控中心的測溫主機，可以借助光纖通信網絡將測溫主機的溫度數據、報警數據傳輸到控制中心。在測溫主機端，遠程通信模塊將測溫主機輸出的以太網電信號轉換成光信號，再上傳進入光纖通信網絡；在監控中心端，通過遠程通信模塊將對應信道的光信號轉換成電信號，送到監控計算機，實現溫度監測數據、報警信息的遠程集中監控。
3. 系統特點
TN-DTS2000分布式光纖火災監測系統是鄭州泰恩科技有限公司根據石油石化管道、油罐、公路隧道、地鐵等消防安全監測的實際需求，結合先進的分布式光纖傳感技術研制開發的新型溫度監測報警系統。和其他感溫火災監測系統相比，本系統具有如下特點：
本質安全，防燃防爆
TN-DTS2000系統測溫部分采用全光纖結構，真正實現了無源溫度監測，自身不帶電，不發熱，不會因為傳感系統的布設帶來安全隱患。
測溫精度高
整個溫度傳感系統的溫度分辨率為0.1℃，溫度測量精度為±5℃
響應時間短
本系統采用高速數據總線和FPGA進行高速數據處理，對8Km測溫光纜的溫度檢測時間不超過4秒。
實時在線監測
本系統能夠對隧道中所有測點的溫度進行7x24小時不間斷監測，并且可根據需要定時保存溫度測量數據，為隧道的結構健康監測提供輔助數據。
分布式檢測，無監測盲區
分布式光纖測溫系統中測溫光纜的每一點都是溫度傳感器，可以對測溫光纜布設范圍內的每一點進行實時監測，消除了監測盲區，從原理上避免了火情漏報的可能。
靈活的報警控制
用戶可以直接遠程登錄主機或通過遠程監測軟件，對整個火災報警系統的報警參數進行設置，并可根據測溫光纜位置及當期氣候條件，對每個測溫分區的報警溫度進行分別設置，也可設置多級報警條件，如溫度預警、溫升預警、溫度報警和溫升報警等，結合實測溫度和溫度變化情況對真實的火災事故進行甄別，基本消除誤報和漏報。
完善的自我診斷功能
本系統中在對每條測溫光纜溫度檢測的同時，還能夠實時檢測每條測溫光纜的工作狀態，如光纜破損、折彎造成的額外損耗，并對破損、折彎的位置進行精確定位。系統每進行一次溫度測量的同時進行系統的自我檢測與診斷，實時發現光纜損壞，以便于及時的維修與維護。
強大的軟件功能
遠程監測軟件通過網絡與測溫主機進行通信，在人機界面上實時顯示每個監測區域的位置、溫度值、溫度變化情況等。當測量溫度大于預設報警溫度時，測溫主機觸發報警控制器動作，啟動通風降溫裝置或滅火裝置，監控軟件亦能觸發軟件界面的聲光報警，提醒值班人員盡快處理。同時操作人員還可以對每個監測分區的歷史溫度數據、報警紀錄進行多條件查詢，生產安全運行報表等。
4、技術指標
TN-DTS2000分布式光纖火災監測系統可以根據石油油罐/電纜的長度靈活配置。單臺測溫主機即可對16--20公里以內的石油油罐/電纜進行實時監測。
主機環境要求及技術參數
工作溫度：-10℃~40℃
存放溫度：-40℃~70℃
相對濕度：不大于90%
傳感器工作溫度：-40℃~150℃
測溫范圍：-40℃~500℃
溫度分辨率：0.1℃
測溫精度：±0.5℃
溫度采樣時間：不大于5s/通道
報警溫度誤差：不大于1℃
單通道監測范圍： 大8--10Km
通道數：2/4/8
光纖類型：多模62.5/125μm 或 50/125μm
定位精度：±0.25m
測溫主機操作系統：Linux
報警溫度設定范圍：-20℃~120℃（多級可調）
主機功率：不大于20W
主機壽命：25年
激光器壽命：30年
光開關壽命：109次，合150年