Система мониторинга OTS120P, Киев

Система мониторинга OTS120P

Системы промышленной серии OTS представляют собой устройства линейного
контроля температуры и относятся к последнему поколению волоконно_оптических сенсоров, которые, благодаря
своим техническим измерительным характеристикам, исключительно хорошо подходят для измерений локально распределенных температур.

Системы промышленной серии OTS обеспечивают измерение температур
посредством оптического волокна, используемого в качестве линейного сенсора.
Значения температур регистрируются по всей длине сенсорного кабеля. Система
позволяет производить измерения температуры с высокой точностью и скоростью
даже при больших расстояниях.

Рамановское рассеяние

Физические параметры измерений, такие как температура, давление и силы
растяжения могут оказывать воздействие на оптические волокна и локально
изменять характеристики пропускания света в волокне. По анализу рассеивания
может быть установлено местоположение внешнего физического воздействия, таким
образом оптическое волокно может использоваться в качестве линейного сенсора.

Оптические волокна изготовлены из легированного кварцевого стекла.
Кварцевое стекло представляет собой разновидность двуокиси кремния (SiO2) с аморфной твердотельной структурой. Температурные
воздействия инициируют осцилляции в решетке твердой составляющей. Когда свет
попадает на эти термически возбужденные молекулярные осцилляции, происходит
взаимодействие между световыми частицами (фотонами) и электронами молекулы. В
оптическом волокне происходит световое рассеяние, так же известное, как рамановское
рассеяние.

В отличие от падающего света, рассеянный свет претерпевает спектральный
сдвиг на величину, эквивалентную резонансной частоте осцилляции в решетке.

Обратное
световое рассеяние состоит из трех спектральных составляющих:

✓Рэлеевское рассеяние с длиной волны
используемого лазерного источника;

✓ Стоксовы компоненты с большей
длиной волны, при которых испускаются фотоны;

✓Антистоксовы компоненты с меньшей
длиной волны, по сравнению с рэлеевским рассеянием, при которых поглощаются
фотоны.

от температуры практически независим. Локальная температура оптического
волокна выводится из отношения антистоксовой и стоксовой интенсивностей света.

В OTS используется метод рефлектометрии в оптической частотной
области (OFDR). Система OFDR выдает информацию по локальной
характеристике только, когда сигнал обратного рассеяния, обнаруженный в течение
всего времени измерений, комплексным методом измеряется как функция частоты и
затем подвергается преобразованию Фурье. Основными преимуществами технологии OFDR является работа лазера в квазинепрерывном режиме и
обнаружение оптического сигнала обратного рассеяния в узком диапазоне, что дает
значительно более высокое отношение сигнал/шум по сравнению с традиционной
импульсной технологией (OTDR).

Высокая надежность

Используемый источник оптического
излучения представляет собой современный и долговечный полупроводниковый
лазерный диод, применяемый вместо достаточно сложного лазера на твердотельных
элементах, который обычно используется в рамановских системах OTDR.

Полупроводниковый
лазерный диод прошел испытания, в соответствии со стандартом TelcordiaGR_468 и полностью соответствует телекоммуникационным стандартам
по среднему сроку службы, превышающему 25 лет. Испытаниям подвергся не только
лазерный диод, но и вся система прошла полномасштабные проверки различными
независимыми международными организациями, включая тесты на электромагнитные
помехи и ресурсные испытания в условиях искусственного старения.

Разрешающая способность

Применяемый принцип рефлектометрии
в оптической частотной области (OFDR) гарантирует контроль температуры
даже на очень больших расстояниях при пространственном разрешении до 50 сантиметров.

Технология OFDR обеспечивает пространственное разрешение
по всей длине сенсорного кабеля, что гарантирует нахождение и точное измерение
нестандартных высокотемпературных точек на ранних стадиях даже на самых
удаленных расстояниях — до 16 км.

Конструкция

Контроллер OTS может быть подключен к источнику питания
24 В постоянного тока или 115/230 В переменного тока. Во время ввода в
эксплуатацию параметры OTS задаются через отдельно
подключенный настольный компьютер или ноутбук. Во время штатной работы этот
компьютер может быть отключен. Все измерения температуры, а также последующая
обработка данных и событий осуществляется OTS в автономном режиме. Температурные профили и результаты,
полученные на их основе, при необходимости могут передаваться через стандартные
интерфейсы и могут либо просто отображаться, либо подвергаться дальнейшей
обработке на ПК, SCADA или PLC системах.