连续分布式光纤测温系统在浩良河化肥分公司的应用

    黑龙江北大荒农业股份有限公司浩良河化肥分公司采用美国德士古气化技术，对气化炉温度监测有炉膛4选2测温热电偶和气化炉表面光纤测温系统。3套气化炉表面光纤测温系统(DTS-800-M4)应用效果好。

       连续分布式光纤测温系统 DTS (Distributed Temperature Sensor)依据光纤的光时域反射和光纤背向散射的温度效应，探测出沿着光纤不同变化，实现真正分布式的测量。在系统中光纤既是传输媒体，又是传感媒体。光纤所处空间各点的温度场调制了光纤中的背向Raman散射光的强度，经波分复用器和光电检测器采集了空间的温度信息，再经信号处理，系统解调后将温度信息实时从噪声中提取出来。利用光纤中光波的传播速度和背向光回波的时间间隔，对所测温度点进行定位。DTS-800集中了先进的高频脉冲激光技术，光纤喇曼光潜技术、光波分复用技术、光时域反射技术、高频信号采集技术、微弱信号处理技术等。     连续分布式光纤测温系统的性能、特点如下。

       1.测温快速、测温范围广。光纤系统测温、定位速度非常高，系统主机平均1 s发射上万次光脉冲，将所测温度的最高值及时输出到显示系统。可测温度范围为-250～600 ℃，测温长度为1000～2000 m/通道。

       2.测温准确。该系统的温度分辨率达到0.1 ℃，温度精度±1 ℃，定位精度＜1 m (高精度时达0.254 m)。

       3.兼容性好。主机系统可通过RS232、ARCNET通讯方式连接PC机，支持MODBUS通讯协议，Win98/2000/XP操作系统均可，维护、操作方便。也可通过PC机扩展实现modem拨号、光纤接口转换，通过PC anywhere第三方软件进行远程操作、监控和维护。

       4.安全性高。系统授权管理、安全可靠，分3个等级：操作员、工程师、管理员，用户可以对系统的升级和维护进行更新。控测光纤由于完全的电绝缘，采用光信号，不会与动力电缆之间产生相互电磁干扰。

       我公司气化炉表面均匀缠绕50/125 μm渐变折射多模光纤，光纤表面均匀涂1层聚酰亚胺以耐高温（耐高温可达600 ℃），光纤用3.2 mm不锈钢套管保护；光纤是以渐进螺旋缠绕的方式紧贴着气化炉，故没有明显的转折点，增加了光纤的使用寿命，同时具有极好的机械保护和抗化学侵蚀的能力，还能保证良好的热传导性。气化炉上、下两端接头的光纤分别接至保护盒，再通过通讯光缆连接至主控室的DTS-800主机上，在气化炉上按其坐标分为4个象限：Ql、Q2、Q3、Q4。如按表面光纤31圈计算，则共用124个标准分区，每个分区对应的起点与终点都以保护盒（接线盒）为参考点，这些实际分区位置通过Sensor Manager软件下载至DTS主机中。

       中控室内DTS主机采用4LOOPS双端测量，通讯采用ARCNET同轴电缆和操作站PCI ARCNENT Card卡连接，通过Sensor Manager管理软件对光纤进行调试、修改参数及日常维护。另一路和DCS通讯采用RS232方式，通过SI(serial interface)串行信号接口卡连接到Honeywell的HPM控制系统中实时显示。

       Sensor Manager管理软件以 Windows为操作平台，如果正常时软件只需修改光纤长度SMF(起始点)、FMF(结束点)、UDP(分区参考点)、双端命令即可。如果有断点时只需修改单端测量即可，修改之后Abort Measure便可在线下载。这样对整个系统来说，无论是整根光纤还是有断点光纤，都能及时测量，及时反应实时数据，在大检修条件许可下即可熔断点，对检修、维护非常方便。