随着我国经济的高速发展，国家基础交通建设迅速扩张，其中穿越许许多多的油罐。油罐多，人员少，发生意外状况知情晚，所以对油罐温度监测提供实时温度变化尤为必要，可以节约很多人力物力。

光纤测温系统具有电绝缘、本征安全、不受电磁干扰等特性，所以它非常适合用于油罐火灾预警监测。光纤测温技术是当前国际最领先的广泛式温度在线监测手段，在国外已经取代传统的线性感温材料，在技术上已非常成熟、完善。

    本设计依据国家关于火灾自动报警系统施工及验收规范及工业自动化测控系统的设计技术规范，采用目前在工业界广为使用并被证明是成功的分布式光纤测温系统，以其结构先进、布线成本低、抗干扰能力强、运行安全可靠、扩充灵活方便的优越性能，在投资费用合理的前提下，实现油罐温度过热监测功能。实时监测油罐温度，对温度的异变及时进行预报，及时发现隐患，及时进行防范，防止发生重大事故或火灾，以确保油罐安全。

本系统采用了当今先进的光电技术、通讯技术、微处理器技术、数字化温度传感技术。独创设计的低温、强电场、潮湿环境运行技术。该系统的开发研制均在油罐火灾报警系统中国已经得到广泛应用、攻关才得以完善，避免了高压场合强大的电磁干扰，完整安全地把数据传送至监测终端。因此，该系统是一种高可靠性的实时在线火灾监测系统。

 二、系统介绍

2.1系统简图

采用感温光缆对油罐进行在线火灾监测。

2.2系统运行目标

1、用感温光纤和光纤监测解调仪对油罐表面环境的温度进行实时监测；

2、报警区域可以任意划分，可划分的分区总数大于100个；

3、可对每个测温区域设定预报警、火灾报警和温升速率报警；

4、监测软件正常显示画面为现场模拟分布图，出现报警时自动切换至故障信号所在的分画面，并显示故障区域实时温度、曲线等；

5、能显示每个区域的温度情况、实时曲线、历史曲线，可方便查询任一时段历史数据；

6、系统单通道扫描周期小于2秒；

7、系统可记录三年内各测温区域历史数据；

8、系统具有良好的数据传输性能、抗电磁干扰性，能够在高压、潮湿及粉尘较多的环境下稳定可靠运行；

9、发生报警时包含界面提示、声音报警和火灾报警主机联动；

10、系统准确运行时间10年以上；

 2.3光纤测温光学原理

光通过光纤传输过程中会产生拉曼散射，散射光按其波长可分为如下两种：

(1) Stokes反射光，其波长大于入射光波长；

(2) Antistokes反射光，其波长小于入射光波长。

其中Stokes反射光的强度仅取决于传输介质的结构，但和传输介质的温度无关；而Antistokes反射光的强度不仅取决传输介质的结构，而且取决于传输介质的温度。因此，通过比较二种反射光的强度可计算出光纤的温度。

 2.4光纤解调仪工作原理

激光器产生一束激光，通过光学模块调制后入射测温光纤中，光纤中反射回的拉曼光通过光谱分离模块分解成不同波长的Stokes反射光和Antistokes反射光，该二束光照射在光电转换元件上产生与其强度对应的电信号，通过对该电信号进行处理和对比计算得出温度沿光纤的分布曲线。

同时，由于光在光纤中传播的速度为一常数，通过测量光束返回的时间，就可以准确定位出在什么地方发生事故。

2.5监测解调仪性能指标  

Ø 温度测量范围：-40℃—120℃（采用特殊光纤可扩展至800℃）

Ø 测温长度：1000m，2000m，4000m，8000m

Ø 测温精度：<±1℃

Ø 温度分辨率：0.5℃（显示数据分辨率：0.1℃）                                 

Ø 光纤通道： 1， 2， 4,  8

Ø 定位精度：自由展开光纤： <1m，

Ø 采样速率（空间采样间隔）：100MHz （1.0m）

Ø 光纤接口：FC/APC

Ø 测温光纤：多模62.5/125

Ø 测量时间：<10s/周期、<12s/周期、<18s/周期

Ø 数据接口：RS232

Ø 要求测温光纤损耗：<3dB/km @ 850nm

Ø 电源：220V, 50Hz

Ø 主机工作环境：温度 0℃～40℃

Ø 湿度 <80%（无冷凝）

2.6测温光纤介绍

Ø 外套：丙烯酸脂，阻燃，抗拉强度不超过1000N，抗压强度不超过3000N

Ø 纤维 ：GI 62.5/125 um

Ø 感温范围：–40℃～+300℃

Ø 外径： 3mm

Ø 使用寿命>30年

后台控制主机

Ø 在液晶显示器上实现系统操作、调试、参数设置、图形界面显示、数据处理（保存／查询／导入导出等）、通信、网络、打印功能，预留ＶＧＡ接口

Ø 带电源显示、系统故障显示、光纤故障显示、温度报警和音响报警等

Ø I/O接口（接口数量及兼容性应满足工程要求并留有25%扩充余地）

Ø ＲＳ232/ＲＳ485：用于继电器箱的扩展，周边设备的连接（如ＦＡＳ、ＧＰＳ、ＳＣＡＤＡ等），采用ＭＯＤＢＵＳ协议、ＡＳＣ码等协议

Ø ＲＪ45：可直接连接用户的局域网或以太网，进行数据共享，可用于Internet接入网关；特殊环境下，该系统主机可兼当一个网络的小型服务器，并具有防火墙功能，支持ＴＣＰ／ＩＰ协议或其他通用协议，速率至少１００Ｍ／Ｓ

Ø ＵＳＢ接口：可连接鼠标、键盘、U盘、打印机、GPS或其他接口转换器等

Ø CRT/VGA接口：可外接大的显示屏

2.7 系统特性及主要优势

◆  温度的实时在线监测，做到早期预警，防患未燃。

◆  高安全可靠性：采样光波信号，免受高压环境下强电磁干扰，数据稳定可靠。 另外，光纤本身绝缘，不导电，能充分保障操作人员人身安全。

◆  环境适应性好：光纤主要成分为石英，性能十分稳定，耐水浸，耐酸碱腐蚀，使用寿命长达30年。

◆  系统性能优异：测温精度一般为1℃，空间分辨率一般为1米；通过配置适当的光开关可同时实现对多达64条通路的监控。

◆  软件功能丰富：可设置多重温度超限报警，如40℃预报警，50℃采取措施等，并且可以根据现场环境情况进行修正；在设定过温报警的同时，还可以设定温升速率异常报警，或定温和差温结合报警.

◆  自检校正功能：设备具备实时自检功能，一旦发生折断或老鼠咬断等意外情况系统会马上发出提示信息并指示工作人员定位检修，断开的光纤用光纤熔接机接上即可继续使用。此外，内置数据校正单元会对采集回来的温度数据进行实时校正，避免因长期使用光源老化或其它情况引起偏差。

◆  兼容性：系统可以通过RS232、干接点、以太网等形式与PC、消防报警系统、SCADA等其他控制系统进行互连；

2.8 系统特点：

1、连续分布式测量

    分布式光纤传感器是真正的分布式测量，可以连续的得到沿着探测光缆几十公里的测量信息，误报和漏报率大大降低。同时实现实时监测。

2、抗电磁干扰

    在高电磁环境中可以正常的工作光纤本身是由石英材料组成的，完全的电绝缘；同时光纤传感器的信号是以光纤为载体的,本征安全，不受任何外界电磁环境的干扰。

3、本征防雷

    雷电经常破坏大量的电测传感器。光纤传感器由于完全的电绝缘，可以抵抗高电压和高电流的冲击。

4、测量距离远，适于远程监控

    光纤的两个突出优点就是传输数据量大和损耗小，在无需中继的情况下，可以实现几十公里的远程监测。

5、灵敏度高，测量精度高

    理论上上大多数光纤传感器的灵敏度和测量精度都优于一般的传感器，实际已成熟的产品也证明了这一点。

6、寿命长，成本低，系统简单

    光纤的材料一般皆为石英玻璃，其具有不腐蚀、耐火、耐水及寿命长的特性，通常可以服役几十年。综合考虑传感器的自身成本以及以后的维护费用，使用光纤传感器可以大大降低整个工程的最终运营成本。

7、系统具有自检功能，可实时监测自身运行情况并输出故障报警声光信号

2.9系统软件可靠性措施

    系统的可靠性中，软件占很大的比例，因为软件故障，特别是系统死机带来的危害是最大的，因此我们所采用的系统软件，整个开发过程按正向设计进行。实时多任务操作系统自行设计和编写，确保整个系统中没有不清楚的部分。整个软件经过严格测试，确保系统不死机，不出故障。

三、工程实施

光缆安装

共计1个罐体需要安装测温光缆，测温光缆采用每条油罐从底部沿消防管到顶部，顶部再安装1圈缆敷设一条测温光缆的方式来测量油罐环境温度，设备为1通道仪器，共计1条光缆，每个罐体光缆依次连接。测温光缆通过锡箔胶带固定（或捆扎在消防管上）在油罐表面围由桥架处引致电缆沟，在去往集控室。

酒罐光缆敷设： 测温光缆预计共计200米，1个储罐，，因为罐体周围有攀登楼梯，消防水管，不便于光缆穿越。  测温光缆的固定，使用吊绳吊板讲安装人员从上而下依次固定，一个人在顶部防护，一个人在底面使用绳索防护，在由两个人配合布线。此过程为高空作业，务必早保证安全的前提下进行安装。

光缆接续

测温光缆是通过尾纤与分布式光纤测温系统连接在一起的，而尾纤与测温光缆之间通过光纤熔接机连接，熔接点位于测温光缆单元旁的光纤终端盒内。除此之外，测温光缆应尽可能减少熔接点。测温光缆的末端预留一定长度后盘成圈，并用油膏封死光纤末端。

此外，在以下三种场景处也需要进行光缆的熔接操作：

1. 不同光缆盘之间接续；

2. 光缆断点处；

3. 光缆较大损耗点处。

熔接步骤：

1. 剥开测温光缆长度约50cm左右；

2. 固定测温光缆剥开部分至接头盒内；

3. 清洗测温光纤；

4. 穿热缩管，对多纤光缆完成分纤匹对；

5. 制作光纤端面，并熔接；

6. 盘内光纤固定；

   光缆余量设置规则

光缆余量，也称之为光缆环，主要用于光纤测温系统定位、测量环境温度、防止测温光缆敷设过程中光缆损伤所采用的一种措施。其设置场景如下：

（1） 测温光缆应每个储罐进出位置设10光缆余量段；

（2） 测温光缆穿越不同的区域（如从引孔进入油罐）应设一光缆余量段；

（3） 需要测量环境温度时，可通过设置光缆余量段来实现；

设置要点：

（1） 余量段长度为10 ~ 15 米；

（2） 使用3 ~ 4个尼龙扎带将余量段绑扎成环状；

（3） 牢靠固定，并且保证出入环处的光缆有较大的弯曲半径。

系统配置清单

根据现场实际情况，本着实事求是的原则，按照甲方的要求，集中力量保重点、保工期，在人力、物力、机具上应做到保证。组织内部各工种平行作业，以达到相互之间相互配合，确保按期完成。

油罐敷设及穿线工作，按施工图做好线缆对线、编号和包扎及记录工作，便于系统设备的联接及今后的维护和管理。

器材安装按每个系统各自进行，注意避免施工中因忙乱丢失或损坏器材。

预先做好各种主机设备、电缆插头的压制和预制连接件等场外准备工作，以便为设备安装作好充足准备，为设备安装及调试节约时间。

四、项目管理目标保证措施

4.1质量保证措施

1. 工程质量是千秋大业、百年大计，在任何情况下，都不能忽视工程质量，公司建立以项目经理为首的质量保证体系，工程质量受工程师的直接监督。

2. 设立工程协调例会制。根据工程实施的进度，由双方项目组共同召开工程协调会议，具体部署工程实施计划、责任分工、工期进度安排、工作总结、以及就专业问题具体协商等。

3. 工程验收签制。在工程进展过程中，分阶段向业主提交工程进度资料，得到业主的签字认可批准后，方可进行下一步工作。在整个工程调试完工后，由业主组织相关部门和我公司共同验收测试，各项指标合格后，方可签收。

4. 建立质量岗位责任制，项目经理对工程质量负全责，专业工程师对本专业的工程技术质量负责任，质量员负责日常的质检、监督、验收，质量指标的控制，施工员负责本专业的质量监控。

5. 质量检查监督流程

4.2安全保证措施

1. 建立岗前培训制度，无论新老工人，进入现场前，先进行安全培训和安全考试，考试合格方能上岗。

2. 特种作业人员，必须按规定持特种工作操作证上岗，无证不上岗。

3. 建立施工现场安全、消防、文明生产管理规章制度。

4. 建立安全交底制度。施工员在安排下达任务的同时有书面和口头安全交底。

5. 建立班组安全活动制度。每周班组进行一次安全例会或活动日，结合班组的生产实际，排除事故隐患，提出改进措施，安全员有针对性的对安全知识进行宣传。

五、售后服务及技术支持

本系统属全自动无人值守系统，运行过程中无需派人值守，也不产生任何运行费用。工程验收通过后，系统即开始为期一年的系统免费保修期。在保修期内，除人为因素及不可抗拒因素外，我们将提供完全的免费维修。若因人为因素损坏，须按价承担需更换的设备材料费。保修期满后，我公司还可进行长期维修服务，收取配件成本费及维修工时费，如用户有特殊要求，另行协议。

5.1电话支持服务

用户在维护设备过程中，出现由于设备引起的技术故障，可通过电话或传真的方式与公司联系，并提供故障的详细情况、服务请求时间、联系人和联系电话等。

公司拥有由技术工程师组成的电话支持小组，响应用户的服务请求，协助并指导用户解决问题。

公司提供每周7天、每天24小时的电话支持服务。

5.2现场支持服务

公司在接到用户的技术支持服务请求后，如果不能通过电话支持服务解决问题，将委派技术工程师赴现场协助用户排除故障。

公司根据故障对用户业务造成的影响，将故障划分为四种级别，划分界定如下：

 一级故障：主要指设备在运行中出现系统瘫痪或服务中断，导致设备的基本功能不能实现或全面退化的故障。

二级故障：主要指设备在运行中出现的故障具有潜在的系统瘫痪或服务中断的危险，并可能导致设备的基本功能不能实现或全面退化。

三级故障：主要指设备在运行中出现的直接影响服务，导致系统性能或服务部分退化的故障。

       四级故障：主要指设备在运行中出现的，断续或间接地影响系统功能和服务的故障。

公司对应每级故障，确定不同的现场响应时间。

5.3设备维修及投诉

1、 设备维修服务 

用户将故障器件通过邮寄或其它方式送达公司后，公司承诺在15天内将故障板件修复，并以邮寄或其它方式返回给用户。

2、 设备更换服务

保修期内，凡属设备自然故障或者设备质量原因造成损坏，公司按用户通知及时免费予以更换。

凡属用户操作失误、机房条件（包括但不限于：电压、温度、湿度等）恶劣，不符合相关标准而造成设备损坏，更换费用由用户承担。

保修期外的设备损坏，需要更换硬件，更换费用由用户承担。

公司建立专门的备件仓库，缩短了设备更换的时间。