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矿用隔爆型光纤测温主机 ZWX4-Z
1．概述
ZWX4-Z 煤矿用隔爆型光纤测温主机是我公司研发的新一代光纤测温主机（以下简称测 温主机），适应于各种恶劣环境下的温度测量。
测温主机采用光纤的拉曼散射和光时域反射技术，用光信号进行测量和传输。实现了测量现场的无电检测。输出光功率低，特别适用于煤矿井下的环境。
1.1 主要用途及适用范围
ZWX4-Z 煤矿用隔爆型光纤测温主机，起到煤矿井下分布式温度检测及实时显示的作用。 本产品符合 GB/T 3836-2021、Q/ZZHY19-2023
等标准的要求，适合具有爆炸性危险气体和煤尘的煤矿井下。其主要作用是：
1）提供温度超限、温度异常点等报警；2）实时显示测温曲线；3）显示测温主机工作状态；4）查询历史测温数据。
1.2 型号含义
1.3 产品组成
产品组成见附录 A
1.4 工作环境
a）大气压力：80kPa～106kPa；b）环境温度： 0℃~+40℃;c）周围空气相对湿度不大于 95%（25℃时）；d）具有甲烷混合物及煤尘爆炸危险的煤矿井下；
e）在无腐蚀性、破坏绝缘的气体和蒸汽的环境中；f）无显著震动和冲击的场合；g）在无滴水的地方。
1.5 供电电源
a）额定电压：AC127V/660V，允许偏差：-25%~+10% ;b）谐波： ≤10%；c）频率：50Hz，允许偏差±5%。
2．主要技术参数
2.1 主要技术指标
2.1.1 温度测量范围：（0~100） ℃;
2.1.2 主机测量参数
a）测温通道：4 通道；b）光纤类型：FC、多模、单纤；c）输出光波长：1550nm；d）光发射功率： (-15~0)dBm；e）最大测量距离：1km。
2.1.3 以太网电信号
a） 传输方式：RJ45；b）接口数量：5 路；c）传输速率：100/1000Mbps（自适应）；d）最大传输距离：100m；
2.1.4 RS485 信号
a）接口数量：4 路；b）传输速率：9600bp s；c）最大传输距离：1km；
2.1.5 主机具有 8 路开关量输入信号。
2.1.6 主机具有 8 路开关量输出信号。
2.2 主要功能
2.2.1 具有对感温光缆的温度值连续、实时采集的功能；2.2.2 具有显示实时测温曲线、测温点温度及位置功能；
2.2.3 具有液晶显示屏显示功能；2.2.4 具有温升过快、温度超限报警功能；
2.2.5 具有感温光缆断纤报警功能；2.2.6 具有报警记录存储查询功能。
2.2.7 具有 PLC 可编程控制功能；2.2.8 声光报警功能。
3．工作原理
HG-DTS 测温使用一个特定频率的光脉冲照射光纤内的玻璃芯。当光脉冲沿着光纤玻璃 芯下移时，会产生多种类型的辐射散射。如瑞利(Rayleigh)散射、布里渊(Brillou in)散射 和拉曼(Raman)散射等。其中拉曼散射是对温度最为敏感的一种。光纤中光传输的每一点都会产生拉曼散射，并且产生的拉曼散射光是均匀分布在整个空间角内的。
拉曼散射是由于光纤分子的热振动和光子相互作用发生能量交换而产生的，具体地说， 如果一部分光能转换成为热振动，那么将发出一个比光源波长更长的光，称为斯托克斯光 （Stokes 光），如果一部分热振动转换成为光能，那么将发出一个比光源波长更短的光，称 为反斯托克斯光（Anti-Stokes 光）。其中 Stokes 光强度受温度的影响很小，可忽略不计， 而 Anti-Stokes 光的强度随温度的变化而变化。Anti-Stokes 光与 Stokes 光的强度之比 提供了一个关于温度的函数关系式。光在光纤中传输时一部分拉曼散射光（背向拉曼散射光） 沿光纤原路返回，被光纤探测单元接收。HG-DTS 通过测量背向拉曼散射光中 Anti-Stokes 光与 Stokes 光的强度比值的变化实现对外部温度变化的监测。在时域中，利用 OTDR 技术， 根据光在光纤中的传输速率和入射光与后向拉曼散射光之间的时间差，可以对不同的温度点进行定位，这样就可以得到整根光纤沿线上的温度并精确定位。结合高品质的脉冲光源和高速的信号采集与处理技术，就可以得到沿着光纤所有点的准确温度值。
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