分布式光纤监控预警系统简介

分布式光纤及电缆测温系统目录一、分布式光纤温度监测系统 (1)1、系统概述 (2)2、分布式线型光纤感温火灾报警系统技术指标 (2)3、分布式光纤感温光缆 (3)4、系统技术特点 (4)5、行业应用 (6)二、XSJ-2000型电缆温度在线监测预警系统 (7)1、系统概述 (7)2、系统组成 (7)3、总线系统 (9)4、设计方案 (9)三、XSJ-2000型电缆隧道自动防火门系统 (10)1、概述 (10)2、系统硬件构成 (10)3、系统结构图及设计图 (11)一、分布式光纤温度监测系统1、系统概述分布式线型光纤感温火灾报警系统主要是一种时域分布式光纤监测系统，它的技术基础是光时域反射技术OTDR，是近几年发展起来的一种用于实时测量空间温度场分布的高新技术，它能够连续测量光纤沿线所在处的温度，测量距离在几公里到几十公里范围，空间定位精度达到米的量级，能够进行不间断的自动测量，特别适用于需要大范围多点测量的场合，它具有精度高、数据传输及读取速度快、自适应性能好等优点。

系统具有防燃、防爆、抗腐蚀、抗电磁干扰、在有害环境中使用安全，实现实时快速线性测温并定位, 是光机电、计算机一体化技术的集成。

XSJ-2000基于拉曼散射技术的温度传感系统，其系统结构如图1。

图1拉曼散射温度传感系统结构2、分布式线型光纤感温火灾报警系统技术指标●测温范围：-50～150℃；●额定动作温度：35 ～115℃；●空间分辨率：1m；●定位精度：±1.0m；●采样速率（空间采样间隔）：100MHz(1m)；●测量时间：10s；●测量元件类型：感温电缆直接接入主机；●温度分辨率：±1.0℃；●温度稳定性：1.0℃；●温度显示：显示连续温度曲线；●测温方式：无盲区连续测试；●系统联网方式：RS485，可以远程数据传输；（同时支持TCP/IP,232接口）；●分布式线型光纤感温探测系统主机能够进行手动报警复位和协议报警复位功能；●分布式线型光纤感温探测系统主机能够远程输出报警开关量信号，实现系统报警与控制联动效应；●分布式线型光纤感温探测系统主机有输入(键盘与鼠标)与显示(液晶)功能，可视人机交互界面；●分布式线型光纤感温探测系统主机可配接备用电源；●分布式线型光纤感温探测系统主机可与报警控制器相配接；●使用温度：-25～60℃；●使用湿度：20～90%（无冷凝）；●输出信号：开关量输出；3、分布式光纤感温光缆光缆特点：中心松套管光纤，采用不锈钢软管护套，再外包上外径3mm的聚合物材料，光缆外形如图2所示。

基坑工程BOTDR分布式光纤监测技术近年来，随着城市建设的不断推进，各种高楼大厦、地下交通设施等项目也随之兴起。

而在这些建设过程中，基坑工程成为了大多数城市建设过程中必不可少的环节。

然而，在基坑工程施工过程中，由于受到各种不可预知的因素的影响，常常会出现地基沉降、渗水等问题，直接影响施工的安全性和质量。

为了有效地监测和预警这些问题，各种地质勘察手段层出不穷，其中，BOTDR分布式光纤监测技术备受关注。

1.什么是BOTDR分布式光纤监测技术？BOTDR全称为Brillouin Optical Time Domain Reflectometry, 即布里渊光时域反射技术。

BOTDR分布式光纤监测技术则是通过这种技术，将光纤作为一种传感器来进行基坑工程的监测。

BOTDR 分布式光纤监测系统主要由OTDR仪器和一根灵敏度较高的光纤组成，它们分别负责数据采集和传输。

当系统感受到光纤产生的变化，就会通过OTDR仪器记录下变化的信息并进行传输。

这些变化可以是温度、应力、形变等各种参数的变化，而这些参数的变化又能够反映出地基的沉降、渗水等情况。

2.BOTDR分布式光纤监测技术的应用BOTDR分布式光纤监测技术是一种先进、精准、可靠的地基监测手段，主要应用于各种基坑工程、城市地铁工程等地基工程中。

在基坑工程中，BOTDR分布式光纤监测技术可以精准地监测到基坑的沉降和变形，及时判断出是否存在地基不稳定的情况。

同时，在地铁工程中，BOTDR分布式光纤监测技术也可以监测到地铁隧道和地面之间的变化情况，及时发现并处理地铁工程中存在的风险。

3.BOTDR分布式光纤监测技术的优势相比于传统的地基监测手段，BOTDR分布式光纤监测技术具有以下优势：（1）高精度：BOTDR分布式光纤监测技术能够对地基变化进行高精度的记录和测量，更加具有可靠性。

（2）实时性：BOTDR分布式光纤监测技术能够实时记录地基变化情况，对施工过程中的问题进行及时处理和解决。

分布式光纤监控预警系统在智能安防的应用作者：刘姣来源：《中国科技纵横》2013年第17期【摘要】在分析目前现有安防系统存在问题的基础上，提出了分布式光纤监控预警系统与视频、红外等安防监控系统的联动解决方案。

就系统结构、传感光缆敷设方式、监控中心的设计等问题进行了详细的阐述，分析了分布式光纤监控预警系统的特点。

【关键词】光纤监控预警分布式智能安防周界探测随着社会的发展，人们安防意识的提高，各类安防技术手段得到了广泛的应用。

在一些重要的区域，为了防止非法入侵和各种破坏活动，采取了“人防+物防”相结合的安全措施。

传统的“人防+物防”措施表现为：在这些区域的外围周界处设置一些（如铁栅栏、围墙、钢丝篱笆网等）屏障或阻挡物，安排人员加强巡逻。

现代安防系统解决方案如红外点对点对射方案、电子围栏、电网、感应电缆等虽为安防做出了应有的贡献，但技术上受客观条件的限制，存在着这样那样的一些缺陷。

红外点对点对射方案，防护等级较低，对于蓄意侵入者而言，很容易发现、跨越或规避；而电子围栏、电网等方案防卫级别又过高，会对一般的入侵人员造成一定伤害，产生不必要的麻烦。

对于大范围监控，电网、感应电缆等，本身没有定位功能，无法及时、准确地确定危险地点，无法及时阻止侵入行为。

由此可见，先进的周界安防系统要能够对各种入侵事件及时识别响应，且须具有长距离监控、高精度定位功能、另外还应具有低能源依赖性、高环境耐受性、抗电磁干扰、抗腐蚀等特性。

因此，安装应用先进的光纤周界探测监控预警系统就成为一种必要措施。

1 光纤周界探测监控预警系统概述光纤周界探测监控预警系统能对各种传统安全防范技术和手段进行集成、整合，组成光纤传感探测网，建立一套以光子智能化管理为中心的现代化安防系统，采用高科技的光子技术防范手段，加以人防和物防，进一步提高管理水平和工作效率，同时有效的预防和制止意外或非法事件的发生提供必要的保障。

一旦发现入侵者可立即发出报警，好像在重要区域的周界处增加了一道人眼看不见的“光子围墙”。

分布式光纤传感技术的分类一分布式光纤传感监测系统原理光的传播有一种叫做闪射现象。

闪射：当光束通过不均匀媒质时，部分光束将偏离原来方向而分散传播，从侧向也可以看到光的现象，叫做光的散射。

然后光的散射可以分成弹性散射跟非弹性散射。

弹性闪射主要有瑞利散射和米氏散射；非弹性散射包括布里渊散射，拉曼散射，康普顿散射等。

而分布式光纤传感监测系统，是采用不同的散射实现的，有基于拉曼光谱（Raman spectra），布里渊散射，瑞利散射等。

二分布式光纤传感监测系统分类分布式光纤有几种类型，经常看到的有DTS分布式光纤测温、DVS分布式光纤、DAS分布式光纤声波监测系统。

1. DVS防区型是通过划分防区进行监测的，而且当某个位置入侵后不能准确定位到具体位置，只能知道在某个防区，所以划分防区就很重要。

我们一般建议是50m-200m 一个防区，总防区一般为16个以内。

这样就能快速的定位到入侵位置（因为距离比较短）。

主要用在一些建筑的周届安防上，而且安装比较复杂，不能应用于长距离传输，价格不贵，当长距离定位型的DVS 价格降下来后，防区型的DVS慢慢没有优势了。

2. 分布式光纤振动传感系统（DVS）根据振动进行测量的，基于瑞利后向干涉；定位精度，跟监测距离长度是2个比较重要的指标；目前国内领先水平是40km左右,定位精度在5米这样，再高的距离到50KM,60KM，相比于防区型，DVS能够准确的定位出入侵位置，所以定位精度很重要。

目前该系统功能完善，可提供用户需要的功能。

可视化报警显示：提供形象的可视化显示界面，通过图形组态模块将光纤位置映射到图像上，一旦某点发生入侵事故，报警信息直接显示在图像上，形象直观。

振动曲线显示：系统可以实时显示整个光缆的振动信号分布曲线，当某处振动信号应变异常时，通过曲线可以显示该处实时信息分区/ 分级事件报警：提供多种灵活的报警方式，报警参数可以分级、分区域设置。

历史统计分析：提供历史振动数据统计分析功能，包括：a. 某时刻光缆不同位置的振动分布曲线b. 某时段光缆某点的振动变化曲线3. 分布式光纤声波监测系统（DAS）该系统检测声音，原理是基于振动测量；跟DVS的区别是DAS相位解调，能线性还原声音，DVS没有相位调解，无法还原声音；在能源，石油，燃气管道等等场景中开始使用。

分布式光纤das原理
分布式光纤 DAS（Distributed Acoustic Sensing）原理基于光
纤的互相关技术，将一根长达数公里的光纤作为传感器来监测声音、
震动等物理量的变化。

具体原理如下：
1. 在一根单模光纤中注入一束激光光束，在光纤中形成一个光
波束。

这个光波束在光纤中以极高的速度传递，并在每个位置上反射。

这些反射光波形成了一个干涉仪，可以用来探测物理变化。

2. 当光波束在光纤中遇到物理量的变化时，例如声音、振动等，会导致波长发生微小的变化，这些变化会引起反射波的相位产生细微
的改变。

3. 利用光纤的互相关技术，可以非常精准地测量相位的微小变化，通过这个变化可以进行声音、振动等物理量的监测。

4. 通过在光纤中不同位置的反射波的相位变化，可以实现对物
理量的空间位置的定位。

通过在不同时间的反射波的相位变化，可以
实现对物理量的时间变化的监测。

5. 分布式光纤 DAS 可以实现对数百公里的光纤进行监测，可以
应用于油气管道、高速铁路等领域的安全监测和预警。

分布式光纤管道运行安全预警系统该系统基于布里渊散射和马赫泽德干涉方案原理，对管网内外附近发生的断丝，泄漏，振动，挖掘或偷盗等人为产生的振动信号进行采集，与数据库内的大量特征信号进行比对识别，对振动发生点的位置进行准确的报警和定位。

系统原理本系统采用特种光纤，铺设在管材内壁或外壁，采用布里渊散射和马赫泽德干涉方案原理构成沿管道分布的微振动传感器，检测管道沿线的断丝、泄漏、挖掘信号。

当管道发生断丝、泄漏或第三方破坏时，产生振动信号，被光纤传感器接收后通过计算机处理，对信号点的位置进行准确的报警和定位。

监控人员可以通过系统给出的定位点，找到发生信号点的管段，进行修补或替换，可使发生爆管、泄露等事故的可能性降至最低，做到防患于未然。

系统技术指标1 .泄漏检测灵敏度：管道内瞬时流量的0.1%；2 .最长反应时间：5秒；3 .定位精确度：土1米〜土2米（轴向）；4 .定位重复精度：99.9%；5 .可监测管道最小直径：8英寸（20.32Cm）:6 .可监测管道距离：≤35km≡7 .环境温度范围：-40到50C：8 .综合误报率：＜2.8%：系统硬件主要由传感光缆、现场工控机、现场检测设备、配线架等组成。

其中分布式光纤传感器由光发射器，声光调制器，EDFA放大器，耦合器.高灵敏度的探测器以及敷设于管道内或外壁的光缆构成。

应用与服务目前，分布式光纤管道运行安全预警系统在水、油、气等管道上已经广泛应用，该系统投入运行后，对管线进行24小时实时在线监控，在管线发生异常情况时可以及时停运检修更换问题管道，避免由于第三方破坏和泄漏等情况导致管道爆裂所产生直接及间接危害，保证管线的安全运行，经济效益非常显著。

适用于A.管道铺设范围大且泄漏后需实时报警：B.需要全工况（瞬态和稳态）24小时检测管道情况；C.腐蚀严重的老旧管网，断绝情况不明；D.偷盗油猖獗地区管网，不受关阀快慢问题影响，识别偷油位置土1米之内;产品优势由于系统采用的是沿管道铺设光纤，定位重复精度到达99.9%以上，灵敏度极高。

分布式光纤温度故障在线监测系统在变电站的应用分析1．概述电力行业是非常重要的能源供应基地，安全、可靠、经济对发电、供电至关重要。

根据国家电力安全事故通报统计，全国每年多次发生的电力事故，导致大面积停电、被迫停机，给企业造成重大经济损失和重大社会影响，许多领导（或投资者）也因此遭到了无妄之灾。

而这些事故的根源多以设备过热和电动力所致。

设备长期恶性循环过热，往往是大型事故的隐患,这也是企业管理者和工程师们长期头痛而没有很好办法解决的问题。

设备过热的主要原因不外忽是设备质量问题、工程质量问题、运行质量问题、设备长期运行老化问题和技术手段问题等，而技术手段滞后于生产力发展要求的事情屡见不鲜。

例如在发电厂（变电站）中高压开关柜的动静触头及其他连接处、电缆接头、电缆中间连接处、高压电缆的局部放电等位置过热是大型事故发生的主要隐患,也是事故多发的重灾区。

如何实施在线检测？检测设备如何安装在高压带电体上？如何进行设备安全预测和温度趋势变化分析？如何通过实时数据对设备质量、工程质量、运行环境、运行方式、设备老化疲劳状态、负荷不平衡等进行科学分析？多少年来由于技术水平的限制使电力系统安全运行水平受到一定限制。

虽然曾利用红外测温仪、红外成像仪、感温电缆、传统的点式测温系统希望解决上述问题，但都无法实现开关柜内如断路器﹑刀闸联接点和触头测温；对全封闭金属铠装柜更是无能为力；无法检测高压电缆的局部放电问题，无法实现在线检测，无法为安全、经济运行、高效检修提供科学依据，无法将故障、事故消除在萌芽状态。

分布式光纤感温故障预警系统彻底地解决了这一疑难杂症，实现了电力系统一次运行设备的实时在线检测，通过对设备实时数据的分析和预测，防止事故的发生。

真正地作到防患于未然。

其次也为今后实现状态检修，提高检修效率，大大降低检修成本和管理成本起到关键的作用。

发电厂（变电站）使用目前国际最先进的分布式光纤温度在线故障预警系统将会给电力系统的安全运行带来很大的效益，将会得到良好的经济回报和社会效益的回报，是非常必要的。

分布式监控与告警系统的架构与应用随着互联网的快速发展，大规模分布式系统的出现日益增多。

为了保证这些系统的高可用性和稳定性，监控与告警系统成为必不可少的组成部分。

本文将重点讨论分布式监控与告警系统的架构和应用。

一、分布式监控系统的架构分布式监控系统的架构主要包括数据采集、存储与处理以及可视化展示三个核心组件。

1. 数据采集组件数据采集组件负责从各个分布式系统中收集指标数据。

通常采用的方式包括主动和被动两种。

主动采集方式是通过在被监控系统中嵌入代理，定期主动采集系统的运行指标数据。

被动采集方式则是依赖于系统发送的日志和事件消息，通过解析日志和事件消息提取指标数据。

2. 存储与处理组件存储与处理组件负责接收和存储采集到的指标数据，并进行处理和分析。

常用的存储技术包括关系数据库、时序数据库和分布式文件系统等。

为了提高系统的扩展性和性能，通常会采用分布式存储技术。

3. 可视化展示组件可视化展示组件将采集到的指标数据进行处理和分析，并通过直观的图表、仪表盘等形式展示给用户。

用户可以通过可视化界面实时监控和查看系统的运行状态，并进行故障诊断和性能调优。

二、分布式监控系统的应用分布式监控系统在各个领域都有广泛的应用。

以下以云计算和物联网两个领域为例进行说明。

1. 云计算领域云计算是一种基于网络的计算模式，通过将数据和应用程序分布在多个服务器上实现资源的共享和利用。

在云计算领域，分布式监控系统可以监控和管理云平台中各个虚拟机的运行状态、网络负载、存储容量等指标数据，及时发现和解决系统故障和性能瓶颈。

2. 物联网领域物联网是指通过互联网将各种智能设备和传感器连接在一起，实现设备之间的互联和数据的共享。

在物联网领域，分布式监控系统可以监控和管理各种智能设备的运行状态、功耗、温度等指标数据，及时发现异常情况并采取相应的措施。

三、总结分布式监控与告警系统是保证分布式系统高可用性和稳定性的重要组成部分。

本文介绍了分布式监控系统的架构和应用，并以云计算和物联网为例进行了说明。

分布式光纤应用于道路桥梁健康监测系统简介中科院广州电子技术有限公司企业简介中科院广州电子技术有限公司（以下简称广州电子）的前身为“广东省701研究所”,于1970年成立·1978年并入中国科学院，更名为：中国科学院广州电子技术研究所，2001年转制为院属企业，更名“中科院广州电子技术有限公司”，成为中国科学院国有直属控股管理的下属机构职工176人，其中科技人员124人，占公司人员的70%以上；其中高级技术人员38人，中级技术人员68人，是一支功底深厚、具有开拓创新能力的光纤传感专业队伍。

公司注册资本3060万元，净资产3900多万元，拥有三座总面积约一万七千多平方米的综合实验楼。

目录一、前言与分析 (4)二、桥梁健康监测意义 (5)三、传统桥梁检测方法 (6)四、分布式光纤应力监测系统 (7)4.1系统原理图 (7)4.2系统组成 (8)4.3系统功能 (7)4.4监测内容 (7)4.5系统软件主要功能 (8)一、前言与分析多年来 ,桥梁结构的安全状况一直是政府有关部门和公众特别关心的问题。

目前国内外许多桥梁都存在不同程度的安全隐患。

比如西方发达国家在经济腾飞时期建造的大批桥梁面临剩余寿命的评估问题 ,其中美国的69万座公路桥梁中有一半以上的使用年限已超过50年;三分之一以上的桥梁使用效率很低或者干脆荒废 ,每年用在桥梁维修上的费用超过50亿美元。

在国内,由于质量控制滞后于桥梁的建设速度致使桥梁倒塌事故逐年增加。

1999年1月重庆的彩虹大桥倒塌,导致41人死亡、14人受伤的悲剧。

1996 年12月广东韶关特大桥梁坍塌,32 人死亡,59人受伤。

另外近几年的铁路提速,对于那些设计最大时速仅有120 公里/ 小时的大批铁路桥梁来说也面临严峻的考验。

2002年6月,洪水冲垮了陇海铁路西安段的一座铁路桥梁 ,使得铁路停止运营数日 ,造成了重大的经济损失。

造成这些事故的原因很复杂 ,抛开设计与施工方面的原因不谈 ,这些桥梁长期处于超负荷运营状态 ,致使许多构件的疲劳损伤加剧 ,是导致倒塌的重要原因。