探索分布式光纤测温传感器技术在粮库测温中的应用

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探索分布式光纤测温传感器技术在粮库测温中

的应用

摘要：粮食仓储对于我国粮食安全至关重要,近年来数字信号、光电信号技术、精确传感器技术

等现代电子应用技术的飞速发展和广泛应用为粮食仓储智能化、信息化、现代化发展明确了方

向。传统的粮情检测系统是检查粮仓储粮温度的重要技术手段,一直以来都是粮食仓储建设的重

中之重。本文主要介绍了光纤测温传感器技术在粮食仓储中粮情监测方面的应用,光纤测温传感

器将有效地反映粮堆内部不同深度带的温度变化规律,能够节省空间、提升测量精度、加强系统

可靠性,为未来粮食仓储安全提供新的技术手段,具有广阔的市场应用前景及推广价值。

关键词：光纤测温传感器; 粮情测温; 粮食安全; 传感器技术;

　　 1　光纤测温传感器原理

分布式光纤温度传感器是一种用于实时测量粮堆空间内温度的传感系统,并以普通的测温光纤作

为传输信息的媒介。测温主机中光源脉冲发生器发出的脉冲经过波分复用器(WDM)进入测温光

纤,在光纤中激发光子与光纤分子发生非弹性碰撞,产生高频移的反斯托克斯光和低频移的斯托

克斯光,背向散射的反斯托克斯光和斯托克斯光再经由 WDM 到达光电探测器进行光电转换,最

后进入测温主机的信号处理系统进行分析[1,2]。

由于测温光纤在仓房粮堆内是连续布置没有断点,因此测温装置沿着光缆发出的检测信号也具有

连续性,通过测温装置对光纤信号进行采集,进而测量出射光和拉曼散射光之间的时间间隔,就可

得到拉曼散射光发生的具体位置。由于系统使用的拉曼散射光对温度具有很好的敏感度,因此信

号可以沿着所敷设测温光缆测量到相应的温度分布。

　　 2　光纤测温传感装置在粮情监测中的应用

2.1 系统组成

光纤测温传感器主要是由光纤测温主机、光纤测温传感器、上位机软件组成。光纤测温主机获

取光纤测温传感器数据、将数据上传至软件平台以及接受上位软件操控指令;光纤测温传感器

通过铠装光缆埋入粮堆,感知周围粮堆温度;上位软件对获取到的数据进行处理分析以及下达相

关操控指令。

2.1.1 测温主机

光纤测温主机由电源、主控制板、信号采集板、激光器、恒温箱和温控板组成,包括温度信号采

集装置、数据信号处理模块、数据分析与管理模块、温度超限报警装置等。测温光纤通过熔接

与测温主机(DTS)通道连接,每个通道最大探测距离可达 2.5km,实现 0.1m 的精确定位,利用测温

光缆将测量操作和信号传输集于一体,将一根测温光纤从测温主机引出,串联连接到多个仓[3]。

光纤测温主机可以设置各测温点间隔距离并设置温度报警信息,测温主机兼备冗余设计,每台主

机可以扩容至最大 8通道并设有报警输出通道,用于控制相关设备,并且光纤测温主机还具备断

点自动诊断功能,能够判断断点位置信息,方便检修人员检查。测温装置电子器件基本组成如图 2

所示。

图2 测温装置电子器件基本组成

2.1.2 测温光纤

测温传感器依附于测温光纤作为数据传输介质,其介质选用抗电磁辐射、防腐蚀气体熏蒸性能非

常好的石英系材料(SiO2)。测温传感器需要敷设在粮堆内部,需承载抗压重力以及下线缆时承受

的巨大拉力,需要增加测温光纤的抗压耐拉力,因此测温光纤采用带铠装保护层且具有抗拉、抗

压功能的光纤;光缆内部采用不锈钢丝保护管和抗拉钢丝网保护光纤内部的传感器不受损害;外

护套为低烟无卤素阻燃热塑型材料,具有抗水性和阻燃性,且质地坚固,具有较好的柔韧性、抗拉

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摘要：

探索分布式光纤测温传感器技术在粮库测温中的应用摘要：粮食仓储对于我国粮食安全至关重要,近年来数字信号、光电信号技术、精确传感器技术等现代电子应用技术的飞速发展和广泛应用为粮食仓储智能化、信息化、现代化发展明确了方向。传统的粮情检测系统是检查粮仓储粮温度的重要技术手段,一直以来都是粮食仓储建设的重中之重。本文主要介绍了光纤测温传感器技术在粮食仓储中粮情监测方面的应用,光纤测温传感器将有效地反映粮堆内部不同深度带的温度变化规律,能够节省空间、提升测量精度、加强系统可靠性,为未来粮食仓储安全提供新的技术手段,具有广阔的市场应用前景及推广价值。关键词：光纤测温传感器;粮情测温;粮食安全;传感器技术;　...

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