垂直反射式光纤传感测温技术的应用范文

《光通信技术杂志》2014年第六期

1系统组成

本系统由集成测温模块、数据处理器和管理软件构成，包括多个传感模块、多台光纤测温主机、1个串口服务器、1台数据服务器、1台计算机和1台工控主机，结构框图如图1所示。

1.1集成测温模块集成测温模块是传感探头、光纤与光电转换器三合一模块，以光纤为基础，三者集成为一体。传感器探头利用复合反射的原理不仅实现了更大范围的线性度，而且结构更加简单牢固，实现了超小型化，安装更加方便灵活；传感器探头制作在光纤的一个端头，与传输光纤无缝连接，与外界只进行热交换，抗压、抗冲击、抗震动和抗电磁干扰能力很强。光电转换器不仅提供光源还将反射光提取出来转换成携带温度信息的电信号，该功能端的光路部分和电路部分是可拆装的，用密封垫通过机械固定合成一体，可放置在光纤测温主机中。集成测温模块通过485输出口与光纤测温主机相连。

1.2数据处理器数据处理器由光纤测温主机和数据库服务器组成。光纤测温主机可在设定时限内巡回测量多个集成测温模块送来的温度信息，并对这些信息加以处理，然后在传送给数据库服务器。多台光纤测温主机通过串口服务器与数据库服务器进行通信，数据库服务器和光纤测温主机之间采用MODBUS规约或TCP/IP协议进行通信，具有显示当地数据、报警信息和上传功能等。

1.3管理软件管理软件分为站内客户端软件和远程Web管理软件，客户端软件安装在站内的工控机上，可在本地实现对光纤测温系统的实时在线监测；Web管理软件安装在远端的操作员工作站上，可通过浏览器访问软件来实现对光纤测温系统的实时在线监测。该管理软件能实时地从数据处理器获取数据，用户能随时调用这些数据；数据分析、历时曲线、实时曲线和用户管理等功能在软件中均有体现；文字提示报警、灯光报警、声音报警和短信息提示报警也全都可以由该软件来控制。工作人员可实时地了解到高压开关柜内监测点的温度变化情况，这样能及时有效地预防和控制电气事故的发生，保证高压电力设备的安全、稳定。

2系统主要参数特性

系统主要参数如下：①检测温度范围为40℃~110℃。②测量精度为±3℃。③光纤测温主机监测点个数≤12。④光纤测温主机的巡回测量的周期＜20s。⑤光纤测温主机与数据服务器的通讯方式为MODBUS或TCP/IP。⑥输入电压适用范围为85~265V。⑦报警历时事件记录，只受硬盘容量限制。⑧系统管理软件可管理的设备容量个数≤200。

3系统特点

系统主要特点如下：①系统光信号只受温度调制，不受其它因素影响，避免了光纤光栅测温系统温度、振动交叉敏感的问题，提高了测量精度。②能在线监测确定点的温度，传感器探头与监测点直接接触，提高了测量准确度。③系统软件除可实时显示测试点温度外，还具有温升预警、传感模块寿命告警功能。当温度变化速率超过正常值（即产生预警）时，能提前获取故障信息并及时处理，避免事故的发生；当系统测量精度接近超限或光源使用寿命将临，维护人员能提早更换传感模块相应部件。④系统软件扩展性、移植性强，能与MSSQLServ-er、Sybase等多种数据库接口。⑤超强的SCADA应用处理功能，使软件更加专业化、用户操作更加方便。⑥系统硬件电路采用了高性能的CPU芯片，具有集成化程度高和运行速度高等特点，而且在电路设计和结构设计中采用了多种有效抗干扰措施，这样使得系统在抗电磁辐射、抗高频干扰、抗快速瞬变干扰和抗静电放电干扰的性能指标达到或优于国家标准。⑦系统结构简单，成本低廉，维护量小。

4结束语

本文利用垂直反射式光纤测温技术，实现了对高压开关柜内触点、母排、出线电缆接头等关键点温度的实时在线监测，实现故障的早期预测，防患于未然。该系统已于2013年在福建电网投入运行，设备稳定、可靠。这一技术的应用将极大地推动开关设备测温系统的发展，对电力系统开关设备的安全、可靠运行和状态检修具有重要意义。

作者：颜靖华郑涛单位：中国人民公安大学警务信息工程学院