隨著我國經(jīng)濟(jì)的高速發(fā)展，國家基礎(chǔ)交通建設(shè)迅速擴(kuò)張，其中穿越許許多多的油罐。油罐多，人員少，發(fā)生意外狀況知情晚，所以對油罐溫度監(jiān)測提供實(shí)時溫度變化尤為必要，可以節(jié)約很多人力物力。

光纖測溫系統(tǒng)具有電絕緣、本征安全、不受電磁干擾等特性，所以它非常適合用于油罐火災(zāi)預(yù)警監(jiān)測。光纖測溫技術(shù)是當(dāng)前國際最領(lǐng)先的廣泛式溫度在線監(jiān)測手段，在國外已經(jīng)取代傳統(tǒng)的線性感溫材料，在技術(shù)上已非常成熟、完善。

    本設(shè)計(jì)依據(jù)國家關(guān)于火災(zāi)自動報警系統(tǒng)施工及驗(yàn)收規(guī)范及工業(yè)自動化測控系統(tǒng)的設(shè)計(jì)技術(shù)規(guī)范，采用目前在工業(yè)界廣為使用并被證明是成功的分布式光纖測溫系統(tǒng)，以其結(jié)構(gòu)先進(jìn)、布線成本低、抗干擾能力強(qiáng)、運(yùn)行安全可靠、擴(kuò)充靈活方便的優(yōu)越性能，在投資費(fèi)用合理的前提下，實(shí)現(xiàn)油罐溫度過熱監(jiān)測功能。實(shí)時監(jiān)測油罐溫度，對溫度的異變及時進(jìn)行預(yù)報，及時發(fā)現(xiàn)隱患，及時進(jìn)行防范，防止發(fā)生重大事故或火災(zāi)，以確保油罐安全。

本系統(tǒng)采用了當(dāng)今先進(jìn)的光電技術(shù)、通訊技術(shù)、微處理器技術(shù)、數(shù)字化溫度傳感技術(shù)。獨(dú)創(chuàng)設(shè)計(jì)的低溫、強(qiáng)電場、潮濕環(huán)境運(yùn)行技術(shù)。該系統(tǒng)的開發(fā)研制均在油罐火災(zāi)報警系統(tǒng)中國已經(jīng)得到廣泛應(yīng)用、攻關(guān)才得以完善，避免了高壓場合強(qiáng)大的電磁干擾，完整安全地把數(shù)據(jù)傳送至監(jiān)測終端。因此，該系統(tǒng)是一種高可靠性的實(shí)時在線火災(zāi)監(jiān)測系統(tǒng)。

 二、系統(tǒng)介紹

2.1系統(tǒng)簡圖

采用感溫光纜對油罐進(jìn)行在線火災(zāi)監(jiān)測。

2.2系統(tǒng)運(yùn)行目標(biāo)

1、用感溫光纖和光纖監(jiān)測解調(diào)儀對油罐表面環(huán)境的溫度進(jìn)行實(shí)時監(jiān)測；

2、報警區(qū)域可以任意劃分，可劃分的分區(qū)總數(shù)大于100個；

3、可對每個測溫區(qū)域設(shè)定預(yù)報警、火災(zāi)報警和溫升速率報警；

4、監(jiān)測軟件正常顯示畫面為現(xiàn)場模擬分布圖，出現(xiàn)報警時自動切換至故障信號所在的分畫面，并顯示故障區(qū)域?qū)崟r溫度、曲線等；

5、能顯示每個區(qū)域的溫度情況、實(shí)時曲線、歷史曲線，可方便查詢?nèi)我粫r段歷史數(shù)據(jù)；

6、系統(tǒng)單通道掃描周期小于2秒；

7、系統(tǒng)可記錄三年內(nèi)各測溫區(qū)域歷史數(shù)據(jù)；

8、系統(tǒng)具有良好的數(shù)據(jù)傳輸性能、抗電磁干擾性，能夠在高壓、潮濕及粉塵較多的環(huán)境下穩(wěn)定可靠運(yùn)行；

9、發(fā)生報警時包含界面提示、聲音報警和火災(zāi)報警主機(jī)聯(lián)動；

10、系統(tǒng)準(zhǔn)確運(yùn)行時間10年以上；

 2.3光纖測溫光學(xué)原理

光通過光纖傳輸過程中會產(chǎn)生拉曼散射，散射光按其波長可分為如下兩種：

(1) Stokes反射光，其波長大于入射光波長；

(2) Antistokes反射光，其波長小于入射光波長。

其中Stokes反射光的強(qiáng)度僅取決于傳輸介質(zhì)的結(jié)構(gòu)，但和傳輸介質(zhì)的溫度無關(guān)；而Antistokes反射光的強(qiáng)度不僅取決傳輸介質(zhì)的結(jié)構(gòu)，而且取決于傳輸介質(zhì)的溫度。因此，通過比較二種反射光的強(qiáng)度可計(jì)算出光纖的溫度。

 2.4光纖解調(diào)儀工作原理

激光器產(chǎn)生一束激光，通過光學(xué)模塊調(diào)制后入射測溫光纖中，光纖中反射回的拉曼光通過光譜分離模塊分解成不同波長的Stokes反射光和Antistokes反射光，該二束光照射在光電轉(zhuǎn)換元件上產(chǎn)生與其強(qiáng)度對應(yīng)的電信號，通過對該電信號進(jìn)行處理和對比計(jì)算得出溫度沿光纖的分布曲線。

同時，由于光在光纖中傳播的速度為一常數(shù)，通過測量光束返回的時間，就可以準(zhǔn)確定位出在什么地方發(fā)生事故。

2.5監(jiān)測解調(diào)儀性能指標(biāo)  

? 溫度測量范圍：-40℃—120℃（采用特殊光纖可擴(kuò)展至800℃）

? 測溫長度：1000m，2000m，4000m，8000m

? 測溫精度：<±1℃

? 溫度分辨率：0.5℃（顯示數(shù)據(jù)分辨率：0.1℃）                                 

? 光纖通道： 1， 2， 4,  8

? 定位精度：自由展開光纖： <1m，

? 采樣速率（空間采樣間隔）：100MHz （1.0m）

? 光纖接口：FC/APC

? 測溫光纖：多模62.5/125

? 測量時間：<10s/周期、<12s/周期、<18s/周期

? 數(shù)據(jù)接口：RS232

? 要求測溫光纖損耗：<3dB/km @ 850nm

? 電源：220V, 50Hz

? 主機(jī)工作環(huán)境：溫度 0℃～40℃

? 濕度 <80%（無冷凝）

2.6測溫光纖介紹

? 外套：丙烯酸脂，阻燃，抗拉強(qiáng)度不超過1000N，抗壓強(qiáng)度不超過3000N

? 纖維 ：GI 62.5/125 um

? 感溫范圍：–40℃～+300℃

? 外徑： 3mm

? 使用壽命>30年

后臺控制主機(jī)

? 在液晶顯示器上實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)操作、調(diào)試、參數(shù)設(shè)置、圖形界面顯示、數(shù)據(jù)處理（保存／查詢／導(dǎo)入導(dǎo)出等）、通信、網(wǎng)絡(luò)、打印功能，預(yù)留ＶＧＡ接口

? 帶電源顯示、系統(tǒng)故障顯示、光纖故障顯示、溫度報警和音響報警等

? I/O接口（接口數(shù)量及兼容性應(yīng)滿足工程要求并留有25%擴(kuò)充余地）

? ＲＳ232/ＲＳ485：用于繼電器箱的擴(kuò)展，周邊設(shè)備的連接（如ＦＡＳ、ＧＰＳ、ＳＣＡＤＡ等），采用ＭＯＤＢＵＳ協(xié)議、ＡＳＣ碼等協(xié)議

? ＲＪ45：可直接連接用戶的局域網(wǎng)或以太網(wǎng)，進(jìn)行數(shù)據(jù)共享，可用于Internet接入網(wǎng)關(guān)；特殊環(huán)境下，該系統(tǒng)主機(jī)可兼當(dāng)一個網(wǎng)絡(luò)的小型服務(wù)器，并具有防火墻功能，支持ＴＣＰ／ＩＰ協(xié)議或其他通用協(xié)議，速率至少１００Ｍ／Ｓ

? ＵＳＢ接口：可連接鼠標(biāo)、鍵盤、U盤、打印機(jī)、GPS或其他接口轉(zhuǎn)換器等

? CRT/VGA接口：可外接大的顯示屏

2.7 系統(tǒng)特性及主要優(yōu)勢

◆  溫度的實(shí)時在線監(jiān)測，做到早期預(yù)警，防患未燃。

◆  高安全可靠性：采樣光波信號，免受高壓環(huán)境下強(qiáng)電磁干擾，數(shù)據(jù)穩(wěn)定可靠。 另外，光纖本身絕緣，不導(dǎo)電，能充分保障操作人員人身安全。

◆  環(huán)境適應(yīng)性好：光纖主要成分為石英，性能十分穩(wěn)定，耐水浸，耐酸堿腐蝕，使用壽命長達(dá)30年。

◆  系統(tǒng)性能優(yōu)異：測溫精度一般為1℃，空間分辨率一般為1米；通過配置適當(dāng)?shù)墓忾_關(guān)可同時實(shí)現(xiàn)對多達(dá)64條通路的監(jiān)控。

◆  軟件功能豐富：可設(shè)置多重溫度超限報警，如40℃預(yù)報警，50℃采取措施等，并且可以根據(jù)現(xiàn)場環(huán)境情況進(jìn)行修正；在設(shè)定過溫報警的同時，還可以設(shè)定溫升速率異常報警，或定溫和差溫結(jié)合報警.

◆  自檢校正功能：設(shè)備具備實(shí)時自檢功能，一旦發(fā)生折斷或老鼠咬斷等意外情況系統(tǒng)會馬上發(fā)出提示信息并指示工作人員定位檢修，斷開的光纖用光纖熔接機(jī)接上即可繼續(xù)使用。此外，內(nèi)置數(shù)據(jù)校正單元會對采集回來的溫度數(shù)據(jù)進(jìn)行實(shí)時校正，避免因長期使用光源老化或其它情況引起偏差。

◆  兼容性：系統(tǒng)可以通過RS232、干接點(diǎn)、以太網(wǎng)等形式與PC、消防報警系統(tǒng)、SCADA等其他控制系統(tǒng)進(jìn)行互連；

2.8 系統(tǒng)特點(diǎn)：

1、連續(xù)分布式測量

    分布式光纖傳感器是真正的分布式測量，可以連續(xù)的得到沿著探測光纜幾十公里的測量信息，誤報和漏報率大大降低。同時實(shí)現(xiàn)實(shí)時監(jiān)測。

2、抗電磁干擾

    在高電磁環(huán)境中可以正常的工作光纖本身是由石英材料組成的，完全的電絕緣；同時光纖傳感器的信號是以光纖為載體的,本征安全，不受任何外界電磁環(huán)境的干擾。

3、本征防雷

    雷電經(jīng)常破壞大量的電測傳感器。光纖傳感器由于完全的電絕緣，可以抵抗高電壓和高電流的沖擊。

4、測量距離遠(yuǎn)，適于遠(yuǎn)程監(jiān)控

    光纖的兩個突出優(yōu)點(diǎn)就是傳輸數(shù)據(jù)量大和損耗小，在無需中繼的情況下，可以實(shí)現(xiàn)幾十公里的遠(yuǎn)程監(jiān)測。

5、靈敏度高，測量精度高

    理論上上大多數(shù)光纖傳感器的靈敏度和測量精度都優(yōu)于一般的傳感器，實(shí)際已成熟的產(chǎn)品也證明了這一點(diǎn)。

6、壽命長，成本低，系統(tǒng)簡單

    光纖的材料一般皆為石英玻璃，其具有不腐蝕、耐火、耐水及壽命長的特性，通常可以服役幾十年。綜合考慮傳感器的自身成本以及以后的維護(hù)費(fèi)用，使用光纖傳感器可以大大降低整個工程的最終運(yùn)營成本。

7、系統(tǒng)具有自檢功能，可實(shí)時監(jiān)測自身運(yùn)行情況并輸出故障報警聲光信號

2.9系統(tǒng)軟件可靠性措施

    系統(tǒng)的可靠性中，軟件占很大的比例，因?yàn)檐浖收希貏e是系統(tǒng)死機(jī)帶來的危害是最大的，因此我們所采用的系統(tǒng)軟件，整個開發(fā)過程按正向設(shè)計(jì)進(jìn)行。實(shí)時多任務(wù)操作系統(tǒng)自行設(shè)計(jì)和編寫，確保整個系統(tǒng)中沒有不清楚的部分。整個軟件經(jīng)過嚴(yán)格測試，確保系統(tǒng)不死機(jī)，不出故障。

三、工程實(shí)施

光纜安裝

共計(jì)1個罐體需要安裝測溫光纜，測溫光纜采用每條油罐從底部沿消防管到頂部，頂部再安裝1圈纜敷設(shè)一條測溫光纜的方式來測量油罐環(huán)境溫度，設(shè)備為1通道儀器，共計(jì)1條光纜，每個罐體光纜依次連接。測溫光纜通過錫箔膠帶固定（或捆扎在消防管上）在油罐表面圍由橋架處引致電纜溝，在去往集控室。

酒罐光纜敷設(shè)： 測溫光纜預(yù)計(jì)共計(jì)200米，1個儲罐，，因?yàn)楣摅w周圍有攀登樓梯，消防水管，不便于光纜穿越。  測溫光纜的固定，使用吊繩吊板講安裝人員從上而下依次固定，一個人在頂部防護(hù)，一個人在底面使用繩索防護(hù)，在由兩個人配合布線。此過程為高空作業(yè)，務(wù)必早保證安全的前提下進(jìn)行安裝。

光纜接續(xù)

測溫光纜是通過尾纖與分布式光纖測溫系統(tǒng)連接在一起的，而尾纖與測溫光纜之間通過光纖熔接機(jī)連接，熔接點(diǎn)位于測溫光纜單元旁的光纖終端盒內(nèi)。除此之外，測溫光纜應(yīng)盡可能減少熔接點(diǎn)。測溫光纜的末端預(yù)留一定長度后盤成圈，并用油膏封死光纖末端。

此外，在以下三種場景處也需要進(jìn)行光纜的熔接操作：

1. 不同光纜盤之間接續(xù)；

2. 光纜斷點(diǎn)處；

3. 光纜較大損耗點(diǎn)處。

熔接步驟：

1. 剝開測溫光纜長度約50cm左右；

2. 固定測溫光纜剝開部分至接頭盒內(nèi)；

3. 清洗測溫光纖；

4. 穿熱縮管，對多纖光纜完成分纖匹對；

5. 制作光纖端面，并熔接；

6. 盤內(nèi)光纖固定；

   光纜余量設(shè)置規(guī)則

光纜余量，也稱之為光纜環(huán)，主要用于光纖測溫系統(tǒng)定位、測量環(huán)境溫度、防止測溫光纜敷設(shè)過程中光纜損傷所采用的一種措施。其設(shè)置場景如下：

（1） 測溫光纜應(yīng)每個儲罐進(jìn)出位置設(shè)10光纜余量段；

（2） 測溫光纜穿越不同的區(qū)域（如從引孔進(jìn)入油罐）應(yīng)設(shè)一光纜余量段；

（3） 需要測量環(huán)境溫度時，可通過設(shè)置光纜余量段來實(shí)現(xiàn)；

設(shè)置要點(diǎn)：

（1） 余量段長度為10 ~ 15 米；

（2） 使用3 ~ 4個尼龍?jiān)鷰⒂嗔慷谓壴森h(huán)狀；

（3） 牢靠固定，并且保證出入環(huán)處的光纜有較大的彎曲半徑。

系統(tǒng)配置清單

根據(jù)現(xiàn)場實(shí)際情況，本著實(shí)事求是的原則，按照甲方的要求，集中力量保重點(diǎn)、保工期，在人力、物力、機(jī)具上應(yīng)做到保證。組織內(nèi)部各工種平行作業(yè)，以達(dá)到相互之間相互配合，確保按期完成。

油罐敷設(shè)及穿線工作，按施工圖做好線纜對線、編號和包扎及記錄工作，便于系統(tǒng)設(shè)備的聯(lián)接及今后的維護(hù)和管理。

器材安裝按每個系統(tǒng)各自進(jìn)行，注意避免施工中因忙亂丟失或損壞器材。

預(yù)先做好各種主機(jī)設(shè)備、電纜插頭的壓制和預(yù)制連接件等場外準(zhǔn)備工作，以便為設(shè)備安裝作好充足準(zhǔn)備，為設(shè)備安裝及調(diào)試節(jié)約時間。

四、項(xiàng)目管理目標(biāo)保證措施

4.1質(zhì)量保證措施

1. 工程質(zhì)量是千秋大業(yè)、百年大計(jì)，在任何情況下，都不能忽視工程質(zhì)量，公司建立以項(xiàng)目經(jīng)理為首的質(zhì)量保證體系，工程質(zhì)量受工程師的直接監(jiān)督。

2. 設(shè)立工程協(xié)調(diào)例會制。根據(jù)工程實(shí)施的進(jìn)度，由雙方項(xiàng)目組共同召開工程協(xié)調(diào)會議，具體部署工程實(shí)施計(jì)劃、責(zé)任分工、工期進(jìn)度安排、工作總結(jié)、以及就專業(yè)問題具體協(xié)商等。

3. 工程驗(yàn)收簽制。在工程進(jìn)展過程中，分階段向業(yè)主提交工程進(jìn)度資料，得到業(yè)主的簽字認(rèn)可批準(zhǔn)后，方可進(jìn)行下一步工作。在整個工程調(diào)試完工后，由業(yè)主組織相關(guān)部門和我公司共同驗(yàn)收測試，各項(xiàng)指標(biāo)合格后，方可簽收。

4. 建立質(zhì)量崗位責(zé)任制，項(xiàng)目經(jīng)理對工程質(zhì)量負(fù)全責(zé)，專業(yè)工程師對本專業(yè)的工程技術(shù)質(zhì)量負(fù)責(zé)任，質(zhì)量員負(fù)責(zé)日常的質(zhì)檢、監(jiān)督、驗(yàn)收，質(zhì)量指標(biāo)的控制，施工員負(fù)責(zé)本專業(yè)的質(zhì)量監(jiān)控。

5. 質(zhì)量檢查監(jiān)督流程

4.2安全保證措施

1. 建立崗前培訓(xùn)制度，無論新老工人，進(jìn)入現(xiàn)場前，先進(jìn)行安全培訓(xùn)和安全考試，考試合格方能上崗。

2. 特種作業(yè)人員，必須按規(guī)定持特種工作操作證上崗，無證不上崗。

3. 建立施工現(xiàn)場安全、消防、文明生產(chǎn)管理規(guī)章制度。

4. 建立安全交底制度。施工員在安排下達(dá)任務(wù)的同時有書面和口頭安全交底。

5. 建立班組安全活動制度。每周班組進(jìn)行一次安全例會或活動日，結(jié)合班組的生產(chǎn)實(shí)際，排除事故隱患，提出改進(jìn)措施，安全員有針對性的對安全知識進(jìn)行宣傳。

五、售后服務(wù)及技術(shù)支持

本系統(tǒng)屬全自動無人值守系統(tǒng)，運(yùn)行過程中無需派人值守，也不產(chǎn)生任何運(yùn)行費(fèi)用。工程驗(yàn)收通過后，系統(tǒng)即開始為期一年的系統(tǒng)免費(fèi)保修期。在保修期內(nèi)，除人為因素及不可抗拒因素外，我們將提供完全的免費(fèi)維修。若因人為因素?fù)p壞，須按價承擔(dān)需更換的設(shè)備材料費(fèi)。保修期滿后，我公司還可進(jìn)行長期維修服務(wù)，收取配件成本費(fèi)及維修工時費(fèi)，如用戶有特殊要求，另行協(xié)議。

5.1電話支持服務(wù)

用戶在維護(hù)設(shè)備過程中，出現(xiàn)由于設(shè)備引起的技術(shù)故障，可通過電話或傳真的方式與公司聯(lián)系，并提供故障的詳細(xì)情況、服務(wù)請求時間、聯(lián)系人和聯(lián)系電話等。

公司擁有由技術(shù)工程師組成的電話支持小組，響應(yīng)用戶的服務(wù)請求，協(xié)助并指導(dǎo)用戶解決問題。

公司提供每周7天、每天24小時的電話支持服務(wù)。

5.2現(xiàn)場支持服務(wù)

公司在接到用戶的技術(shù)支持服務(wù)請求后，如果不能通過電話支持服務(wù)解決問題，將委派技術(shù)工程師赴現(xiàn)場協(xié)助用戶排除故障。

公司根據(jù)故障對用戶業(yè)務(wù)造成的影響，將故障劃分為四種級別，劃分界定如下：

 一級故障：主要指設(shè)備在運(yùn)行中出現(xiàn)系統(tǒng)癱瘓或服務(wù)中斷，導(dǎo)致設(shè)備的基本功能不能實(shí)現(xiàn)或全面退化的故障。

二級故障：主要指設(shè)備在運(yùn)行中出現(xiàn)的故障具有潛在的系統(tǒng)癱瘓或服務(wù)中斷的危險，并可能導(dǎo)致設(shè)備的基本功能不能實(shí)現(xiàn)或全面退化。

三級故障：主要指設(shè)備在運(yùn)行中出現(xiàn)的直接影響服務(wù)，導(dǎo)致系統(tǒng)性能或服務(wù)部分退化的故障。

       四級故障：主要指設(shè)備在運(yùn)行中出現(xiàn)的，斷續(xù)或間接地影響系統(tǒng)功能和服務(wù)的故障。

公司對應(yīng)每級故障，確定不同的現(xiàn)場響應(yīng)時間。

5.3設(shè)備維修及投訴

1、 設(shè)備維修服務(wù) 

用戶將故障器件通過郵寄或其它方式送達(dá)公司后，公司承諾在15天內(nèi)將故障板件修復(fù)，并以郵寄或其它方式返回給用戶。

2、 設(shè)備更換服務(wù)

保修期內(nèi)，凡屬設(shè)備自然故障或者設(shè)備質(zhì)量原因造成損壞，公司按用戶通知及時免費(fèi)予以更換。

凡屬用戶操作失誤、機(jī)房條件（包括但不限于：電壓、溫度、濕度等）惡劣，不符合相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)而造成設(shè)備損壞，更換費(fèi)用由用戶承擔(dān)。

保修期外的設(shè)備損壞，需要更換硬件，更換費(fèi)用由用戶承擔(dān)。

公司建立專門的備件倉庫，縮短了設(shè)備更換的時間。