Назначение
Измерители температуры волоконно-оптические распределенного типа DTS модели Sensa Ultra (далее по тексту - измерители или приборы) предназначены для измерений и регистрации температурного распределения по длине волоконно-оптического кабеля типа MMF50/125, помещенного в жидкую, газообразную или твердую среду.
Описание
Принцип действия измерителей основан на эффекте Рамана или комбинационном рассеянии, которое возникает при неупругом рассеянии фотонов входного светового импульса на атомах колеблющихся молекул. В результате возникают фотоны как с меньшей энергией, чем у входного импульса, то есть с большей длиной волны, так называемые стоксовские компоненты, так и с большей энергией, то есть с меньшей длиной волны - антистоксовские. Наиболее чувствительны к изменению температуры антистоксовские компоненты, причем мерой температуры является отношение интенсивности антистоксовской компоненты к интенсивности стоксовской. Модулированный во временной области свет лазера направляется в световод кабеля, после чего в любой точке вдоль волокна возникает комбинационный рассеянный свет, излучаемый во всех направлениях. Часть комбинационного рассеянного света движется в обратном направлении к блоку формирования сигнала. Затем выполняется спектральная фильтрация света обратного рассеивания, его преобразование в измерительных каналах в электрические сигналы, усиление и электронная обработка. В качестве промежуточного результата получают кривые комбинационного обратного рассеивания, как функцию длины кабеля. Интенсивность обратного рассеивания пропорциональна интенсивности соответствующего комбинационного рассеивания. Из отношения кривых обратного рассеивания получают температуру волокна вдоль всего световодного кабеля.
Измерители температуры волоконно-оптические распределенного типа DTS модели Sensa Ultra конструктивно выполнены в виде 12 канального системного блока (далее -контрольно-измерительный прибор или базовый модуль) с металлическим корпусом для подключения 12 односторонних или 6 двусторонних световодных кабелей типа MMF50/125, используемых в качестве датчиков измерения температуры (далее - датчики или оптоволокно). Внутри системного блока расположено оборудование для обработки электронных и оптических сигналов: блок формирования сигналов, лазер, оптический модуль, приемный блок и блок микропроцессора. Передача измеренных сигналов осуществляется непосредственно на персональный компьютер с установленным программным обеспечением Ultra Studio software через соединение Ethernet TCP/IP или внешним сторонним системам мониторинга, например системе диспетчерского контроля и сбора данных Supervisory Control and Data Acquisition System (SCADA), посредством протокола Modbus TCP.
Измерители температуры волоконно-оптические распределенного типа DTS модели Sensa Ultra изготавливаются в двух исполнениях: для монтажа в стандартную 19-дюймовую стойку или шкаф, либо в твердом переносном кейсе. Волоконно-оптические кабели типа MMF50/125 используемые с измерителями типа DTS модели Sensa Ultra изготавливаются в двух исполнениях: с акрилатным или полиимидным покрытием, отличающиеся друг от друга диапазоном измеряемых температур и рабочей температурой эксплуатации.
Общий вид измерителей температуры волоконно-оптических распределенного типа DTS модели Sensa Ultra приведен на рисунках 1-2. Общий вид волоконно-оптических кабелей типа MMF50/125 с акрилатным или полиимидным покрытием приведен на рисунке 3.
Пломбирование измерителей температуры волоконно-оптических распределенного типа DTS модели Sensa Ultra не предусмотрено.
ScMumtreniw
J
Senseif/rra
Рисунок 1 - Общий вид измерителей температуры волоконно-оптических распределенного типа DTS модели Sensa Ultra исполнения для монтажа в стандартную 19-дюймовую стойку или шкаф
Рисунок 3 - Общий вид волоконно-оптических кабелей с акрилатным или полиимидным
покрытием типа MMF50/125
Программное обеспечение
Программное обеспечение (ПО) приборов состоит из встроенной и автономной части ПО. Для функционирования приборов необходимо наличие встроенной части ПО. Метрологически значимой является только встроенная часть ПО.
Уровень защиты встроенной части ПО от непреднамеренных и преднамеренных изменений - «высокий» в соответствии с рекомендацией по метрологии Р 50.2.077-2014: программное обеспечение защищено от преднамеренных изменений с помощью специальных программных средств.
Идентификационные данные встроенной части ПО измерителей температуры волоконно-оптических распределенного типа DTS модели Sensa Ultra приведены в таблице 1.
| Таблица 1 - Идентификационные данные встроенной части | ПО |
| Идентификационные данные (признаки) | Значение |
| Идентификационное наименование встроенного ПО | Firmware |
| Номер версии (идентификационный номер) ПО | не ниже 0.6.0.1-12 |
| Цифровой идентификатор программного обеспечения | - |
Уровень защиты автономной части ПО от непреднамеренных и преднамеренных изменений - «средний» в соответствии с рекомендацией по метрологии Р 50.2.077-2014: программное обеспечение защищено от преднамеренных изменений с помощью специальных программных средств.
ПО Ultra Studio software имеет следующие функции: конфигурация прибора; измерение длины оптоволокна методом Рамановской рефлектометрии во временной области; настройка параметров зон и уставок сигнализаций; конфигурация параметров протокола Modbus; визуализация данных в реальном времени; хранения полученных данных; исследования архивных данных; обмена данными в реальном времени и прочие второстепенные функции.
Идентификационные данные автономной части ПО измерителей температуры волоконно-оптических распределенного типа DTS модели Sensa Ultra приведены в таблице 2.
| Идентификационные данные (признаки) | Значение |
| Идентификационное наименование автономного ПО | Ultra Studio software |
| Номер версии (идентификационный номер) ПО | не ниже 6.8 SP4 |
| Цифровой идентификатор программного обеспечения | - |
Технические характеристики
Основные метрологические и технические характеристики измерителей температуры волоконно-оптических распределенного типа DTS модели Sensa Ultra приведены в таблице 3.
Таблица 3 - Метрологические и технические характеристики
| Наименование характеристики | Значение характеристики |
| Диапазон измерений температуры, °C(1): - при использовании оптоволокна с акрилатным покрытием - при использовании оптоволокна с полиимидным покрытием | от -40 до +80 от -196 до +250 |
| Пределы допускаемой абсолютной погрешности при времени измерений 10 или 60 с, °С | ±1 (в диапазоне от 0 включ. до +250 °С); ±2 (в диапазоне от -196 до 0 °С) |
| Время измерений, с, не менее | 3 |
| Температурное разрешение для односторонних измерений (в зависимости от времени измерений и длины оптоволокна) (2), °С: - при длине оптоволокна 12 км и времени измерений 12 с - при длине оптоволокна 15 км и времени измерений 30 с | ±1; ±2 |
| Пространственное разрешение (в зависимости от общей длины оптоволокна) (3), м, не менее: - при длине оптоволокна до 10 км - при длине оптоволокна свыше 10 до 15 км | 1; 2 |
| Ресурс оптической мощности (в зависимости от пространственного разрешения разрешение 1м), дБ: - для разрешения 1 м - для разрешения 2 м | 24; 28 |
| Пропускная способность, МГц км, не менее | 600 |
| Тип оптического волокна (в соответствии с рекомендацией МСЭ-Т G.651.1) | MMF50/125 |
| Тип источника излучения | импульсный |
| Длина волны источника излучения, нм | 1064 |
| Максимальная средняя мощность излучения, мВт: | 2,7 |
| Расстояние между точками измерения (шаг сканирования), м | от 0,1 до 2,0 |
| Длина оптоволокна, км, не более | 15 |
| Напряжение питания переменного тока, В | от 100 до 240 |
| Частота переменного тока, Гц | от 50 до 60 |
| Мощность базового модуля, Вт: - стандартный рабочий режим - максимальный рабочий режим | 65 120 |
| Г абаритные размеры оптоволокна, не более, мм | 06x100 |
| Габаритные размеры базового модуля (ширинахвысотахглубина), мм, не более: - для исполнения для монтажа в стандартную 19-дюймовую стойку или шкаф - для исполнения в твердом переносном кейсе | 485^135x500 (без разъемов); 485x135x600 (с разъемами) 580x660x260 (без разъемов); 580x800x260 (с разъемами) |
| Наименование характеристики | Значение характеристики |
| Масса базового модуля, кг: - для исполнения для монтажа в стандартную 19-дюймовую стойку или шкаф - для исполнения в твердом переносном кейсе | 14,5; 26 |
| Средняя наработка на отказ, ч | 140000 |
| Расчетный срок службы, лет | 25 |
| Рабочие условия эксплуатации: Температура окружающей среды, °C: - для оптоволокна с акрилатным покрытием - для оптоволокна с полиимидным покрытием - для базового модуля Относительная влажность окружающего воздуха, %, не более | от -40 до +80 от -196 до +250 от 0 до +40 90 (без конденсации) |
| Примечания: 1. Допускается использование приборов в поддиапазоне измерений находящегося в пределах верхней и нижней границы диапазона измерений. 2. Данные значения указывают на одно среднеквадратичное (стандартное) отклонение (СКО) по всему расстоянию измерений постоянной температуры +20 °С без потерь на соединение и затуханием оптоволокна 1,8 дБ/км для используемой длины волны (1064 нм). Значения времени указывают аппаратное время измерений в режиме быстрых измерений при разрешении выборки 1 м. 3. Пространственное разрешение представляет собой расстояние между точками 10 % и 90 % при реакции датчика на шаговое изменение температуры в любой точке оптоволокна. |
Знак утверждения типа
наносится на титульный лист Руководства по эксплуатации типографским способом или на панели прибора.
Комплектность
Комплектность поставки измерителей температуры волоконно-оптических распределенного типа DTS модели Sensa Ultra приведена в таблице 4.
Таблица 4 - Комплектность средства измерений
| Наименование и обозначение | Количество |
| Измеритель температуры волоконно-оптический распределенного типа DTS модели Sensa Ultra (исполнение в соответствии с заказом) | 1 шт. |
| Волоконно-оптический кабель типа MMF50/125 | количество и исполнение в соответствии с заказом |
| Волоконно-оптический кабель типа MMF50/125 для поверки длиной 20 м | количество (не менее 6 шт.) и исполнение в соответствии с заказом) |
| Диск с калибровочными значениями | 1 шт. |
| Диск с ПО Ultra Studio | 1 шт. |
| Набор кабелей для подключения питания | 1 шт. |
| Руководство по эксплуатации | 1 экз. |
| Паспорт | 1 шт. |
| Методика поверки МП 207.1-017-2016 | 1 шт. |
Поверка
осуществляется по документу МП 207.1-017-2016 «Измерители температуры волоконнооптические распределенного типа DTS модели Sensa Ultra. Методика поверки», утверждённому ФГУП «ВНИИМС» 13.09.2016 г.
Основные средства поверки:
- термометр сопротивления ЭТС-100 эталонный 3 разряда с погрешностью по ГОСТ 8.558-2009 в диапазоне температуры от минус 196 °С до плюс 660 °С;
- измеритель температуры многоканальный прецизионный МИТ 8 (регистрационный № 19736-11).
Допускается применение аналогичных средств поверки, обеспечивающих определение метрологических характеристик поверяемых СИ с требуемой точностью.
Знак поверки наносится на свидетельство о поверке и (или) в паспорт.
Сведения о методах измерений
отсутствуют.
Нормативные документы
ГОСТ Р 52931-2008 Приборы контроля и регулирования технологических процессов. Общие технические условия.
ГОСТ 8.558-2009 ГСИ. Государственная поверочная схема для средств измерения температуры.
МЭК 61757-2-2:2016 Волоконно-оптические датчики. Часть 2-2. Измерение Температуры. Распределенные измерения.
Рекомендация МСЭ-Т G.651.1 Характеристики многомодовых волоконно-оптических кабелей 50/125 мкм с градиентным показателем преломления.
Техническая документация фирмы-изготовителя.
67271-17: Методика поверки МП 207.1-017-2016Скачать1.4 Мб