适用于管廊监控系统光纤传感产品简介

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1、山东微感光电子有限公司 地址：山东省济南市经十东路 28789 号省科学院东区 适用于管廊监控系统的光纤传感产品简介 -山东省科学院激光所 -山东微感光电子有限公司 龙亚周：15910108801 目录目录 一、公司简介：一、公司简介： 2 二、光纤传感器在管廊内应用背景二、光纤传感器在管廊内应用背景 . 2 三、光纤传感器产品及系统介绍三、光纤传感器产品及系统介绍. 4 1、GJG100-14V 本安型光纤多通道激光甲烷传感器 4 1.1 概述 4 1.2 功能特点 4 1.3 型号及规格 5 1.4、主要技术参数 . 5 1.5、外形结构与尺寸 . 7 1.6、使用说明 . 8 1.7、保

2、养及维护 . 11 2、分布式光纤感温系统 . 11 2.1、概述. 11 2.2、产品说明 . 12 2.3、主要功能特点 . 12 2.4、主要技术指标 . 13 2.5、系统组成 . 14 2.6、软件使用说明 . 14 3、管廊廊体结构光纤光栅自动化监测技术方案 . 20 3.1.系统介绍 . 20 3.2、光纤光栅技术简介 . 22 3.3、技术方案简介 . 23 四、保修条例四、保修条例 27 山东微感光电子有限公司 地址：山东省济南市经十东路 28789 号省科学院东区 一、公司简介： 一、公司简介： 山东微感光电子有限公司位于美丽的泉城济南。2004 年由山东省科学院、 山东省

3、科学院激光研究所、英国智能传感器系统公司(ISS)合资组建。公司依托由30 余位光纤传感器、光纤器件、光纤通信、智能结构等领域的博士、硕士组成的专家团队，专业研发、生产新型工业用光纤/激光传感器,智能仪表以及针对光电子教学、科研开发实验用组件、模块等。公司自 2006 年以来，连续保持国家级“高新技术企业”称号,先后获得全国煤炭行业物联网感知层牵头单位、中国安全产业协会会员单位等荣誉称号，2015 年获得“全国十佳矿山物联网科技创新单位” 。先后承担了十几项国家 863 计划及省重点科研项目， “基于光纤传感网络的煤矿安全综合监测系统”2016 年获得山东省科技进步一等奖。 公司主要产品包括多

4、种有特色的光纤光栅温度、压力、应变、应力、位移、振动传感器系列、光纤/激光 CH4、CO、CO2、NH3、C2H6、C2H4、C2H2 气体传感器及分布式光纤温度解调仪、 光纤光栅解调仪、 光纤气体解调模块， 为油田、煤矿、电力、化工、非煤矿山等领域提供了多种实用解决方案。公司拥有现代化的光纤传感器设计、封装、生产、可靠性测试等实验室，采用国际先进的测试仪器和加工设备保证产品质量，并通过了 ISO9001 质量体系认证。公司依托 130余项自主知识产权，研发生产的光纤/激光传感器及系统已经在多个油田、国家和南方电网 50 余个变电站、180 余家煤矿和非煤矿山投入使用,并广泛应用于韩国、南非、

5、印度、英国、澳大利亚等国外市场。 公司遵循精益求精的科学态度，秉承“高端设计、卓越品质、精细服务”的企业准则和“诚信、合作、求实、创新”的发展理念，以精品开拓市场，以人品成就事业，愿与社会各界精诚合作，共谋发展！ 二、光纤传感器在管廊内应用背景 二、光纤传感器在管廊内应用背景 1、管廊属于地下空间，湿气能够通过各种方式渗透到管廊内，空气流通也会带来湿气。特别是在南方地区，雨水较多的季节，空气相对湿度本身就能够达到 90%以上，即便不断开启换气扇，管廊内仍然湿气很重，甚至会形成凝露。 山东微感光电子有限公司 地址：山东省济南市经十东路 28789 号省科学院东区 湿度过大会有腐蚀危害。对于电子工

6、业，潮湿的危害已经成为影响产品质量的主要因素之一。 集成电路、 电容器、 焊锡、 PCB、 晶体等均会受到潮湿的危害。 湿度过大时，霉菌会大量滋生，会破坏物质的物理和机械指标。环境相对湿度大于 60%霉菌即可生长，大于 RH65%时，生长加快，湿度达 RH80-95%时，是霉菌的高发环境，长期如此，对于电子工业设备的腐蚀不可小觑。 当前大多数监控系统使用的主要设备， 如 ACU 箱内的 PLC、 网络交换机等，主要适用在干燥的环境下，而且几乎没有防凝露的产品， 防护等级是达不到管廊要求的。 城市综合管廊工程技术规范GB50838-2015 规定：综合管廊内监控与报警设备防护等级不宜低于 IP6

7、5。如果要达到国标要求的 IP65，便要将设备安置在防护箱内。但防护箱也存在一定问题，防护箱会影响设备散热，同时 IP65的防护箱很难完全隔绝气态水进入， 长此以往， 很难保证防护箱内设备的稳定了。因此，电气设备本身的防护能力，更决定了今后运行的稳定性。因此在设备选型的时候， 不能太倚重防护箱， 更应当注重设备本身的防护能力， 最好设备本身 （主要指 ACU 设备，包含 PLC、交换机等）可以做到 IP65 甚至更高等级。 2、高压电缆是综合管廊最重要的入廊管线之一，随之而来的是强烈的电磁干扰。国家电网标准 QGDW 540.1-2010变电设备在线监测装置检验规范 ，4.8 规定了电磁兼容性

8、能试验要求。过强的电磁干扰会造成设备故障，设备对电磁干扰的承受能力尤为重要。因此在管廊内应考虑设备的电磁兼容能力。 在综合管廊监控领域，目前一般的做法是拿普通工业应用场景的电气产品组合起来，或者其他应用场景的产品简单移植过来，能基本满足国标的规定，但要保持长期在管廊内部稳定运行，则要打一个问号了。以后期运维的角度考虑，以管廊实地应用环境出发，应当尤为注重以上两方面，选择合适的产品，来作为综合管廊运维的得力工具。 3、燃气舱是管廊各舱室最危险的舱室，通过对燃气火灾爆炸施工危险源辨识及危险性的模拟分析可以发现， 燃气火灾爆炸事故发生必须具备 2 个条件， 即燃气泄漏危险源和火源危险源的存在。因此，

9、导致燃气火灾爆炸最直接的起因可归纳为燃气泄漏及存在点火源。 因此对燃气舱的温度及浓度的监测是燃气舱安全运行的保障。而传统型气体检测仪是通过催化燃烧的原理进行气体的监测分析，其传感器就是点火源， 即使传统传感器采用防爆防护也会有气体分子进入照成爆山东微感光电子有限公司 地址：山东省济南市经十东路 28789 号省科学院东区 炸。因此应选用本安型传感器。 全光无源的光纤光栅传感器、光纤分布式测温系统及光纤激光气体监测传 全光无源的光纤光栅传感器、光纤分布式测温系统及光纤激光气体监测传 感器可以全面解决以上问题! 感器可以全面解决以上问题! 三、光纤传感器产品及系统介绍 三、光纤传感器产品及系统介绍

10、 1、GJG100-14V 本安型光纤多通道激光甲烷传感器 1、GJG100-14V 本安型光纤多通道激光甲烷传感器 1.1 概 述 1.1 概 述 GJG100-14V 本安型多通道光纤式激光甲烷传感器是山东微感光电子有限公司研发的新一代甲烷气体检测传感器， 主要为管廊气体检测客户设计的全量程智能甲烷传感器。 该传感器采用先进的激光甲烷光谱吸收原理检测甲烷气体浓度，具有功耗低、精度高、响应快、无需调校、性能稳定、寿命长、易集成等优点。 光谱吸收式光纤气体传感器是基于分子振动和转动吸收谱与光源发光光谱间的光谱一致性的传感器。当光通过某种介质时，即使不发生反射、折射和衍射现象其传播情况也会发生变

11、化。 这是因为光频电磁波与组成介质的原子、 分子将发生作用，作用的结果使得光被吸收和散射而产生衰减。 由于气体分子对光的散射很微弱，远小于气体的吸收光能。故衰减主要由吸收这一过程产生，散射可以忽略。利用介质对光吸收而使光产生衰减这一特性制成吸收型光纤气体传感器。 特别对于监测易燃易爆的天然气体来说,基于气体吸收谱测量的吸收性传感技术具有相当高的测量灵敏度、极高的气体鉴别能力、快速的响应能力、对温度湿度等干扰的抵抗力、简单可靠的气体传感探头以及易于形成网络等优点。 1.2 功能特点 1.2 功能特点 功耗低：额定功耗 5V/50mA； 响应快：响应时间小于 10s； 抗干扰：采用窄带激光，对甲烷

12、气体具有唯一选择性，不受其它气体、山东微感光电子有限公司 地址：山东省济南市经十东路28789号省科学院东区 水蒸气、粉尘的干扰； 智能化：具有自诊断功能； 寿命长：5年； 易集成：具有标准Modbus协议接口，可集成到标准Modbus协议口的PLC或者其它分站； 多通道：同时检测6个不同位置的甲烷气体； 探头外壳防护等级：IP65； 1.3 型号及规格1.3 型号及规格 型号参照 MT286-1992 的规定 图1 型号及规格标识 1.4、主要技术参数1.4、主要技术参数 参数描述 单位 技术指标 检测气体 NA 甲烷 采样方式 NA 光纤式 传感器类型 NA 激光光谱吸收 量程 % 0-1

13、00 精度 % （0-1 时） 0.05 G 100 14 14：14通道 100：0-100%CH4 G：矿用仪器仪表 JG：激光 JG V V：低功耗 山东微感光电子有限公司 地址：山东省济南市经十东路 28789 号省科学院东区 % （1-100 时） 真值的5 工作环境 环境温度 -2080 % 相对湿度 小于 98 kPa 环境压力 80-116 m/s 风速 小于 8 响应时间 s 10s 典型值 7S 通道数 NA 14 检测距离 Km 3 动态范围 dB 10 工作电压 VDC DC5V 10% 工作电流 mA 50mA 本安参数 NA Ui：5.5VDC，Ii：1.75A，C

14、i：10.5F，Li：5mH 防爆标志 NA Exia I Ma 防护等级 NA IP65 通讯方式 NA RS485/TTL232(3.3V) 通讯协议 NA 标准 Modbus 协议 机械尺寸 mm 16412747（长宽高） 重量 Kg 0.8 项目 单位 参数值 备注 项目 单位 参数值 备注 光纤可燃气光纤可燃气体传感器探体传感器探头 头 量程 % 1-100 测量精度 （甲烷指标） % 0-1%，0.05% 1-100%， 真值的5% 山东微感光电子有限公司 地址：山东省济南市经十东路 28789 号省科学院东区 响应时间 s 5 校正周期 无需标校 传输接口 光纤 1.5、外形结

15、构与尺寸 1.5、外形结构与尺寸 a) 模块尺寸：164mm127mm47mm； 图 5.1 模块正面 图 5.2 模块法兰部分 b) 探头尺寸：114mm84mm52mm； 图 5.3 探头 c) 实物图 地址：山东省济南市经十东路287891.6、使用说明 1.6、使用说明 a) 系统连接 b) 模块与计算机的连接端 口 1 2 说 明 RS485-A GND 山东微感光电子有限公司 28789号省科学院东区 图 5.4 模块实物图 连接 图 2 模块的连接端子 3 4 5 6 7 8 9RS485-B NA TXD GND RXD NA GND图1 10 GND 5V 山东微感光电子有限

16、公司 地址：山东省济南市经十东路 28789 号省科学院东区 c) 探头 1) 标定罩的连接标定罩的连接 将标定罩扣在模块底部的堵头上并摁到底，确保标定罩与模块之间无缝隙。 图 3 标定罩的连接 2) 模块粉末冶金的更换模块粉末冶金的更换 将探头底朝上放置，将堵头通过特制扳手逆时针拧下， 取下堵头和粉末冶金片，将新的粉末冶金片放置于堵头的凹槽内，将堵头与模块丝对丝上好，并用扳手拧紧，拧紧时不要用力过大，否则容易损坏。 图 4 粉末冶金的更换 d) 通讯 1) 按图 1 模块连接示意图连接。 2) 解压 GJG100-6V 本安型光纤多通道激光甲烷模块测试软件_Secure.zip 文件，打开 GJG100-6V 本安型光纤多通道激光甲烷模块测试软件。如图 3所示。 山东微感光电子有限公司 地址：山东省济南市经十东路 28789 号省科学院东区 图 3 测试软件界面 3) 选择相应的串口端口，运行。 e) 协议 模块采