Назначение
Измерители температуры волоконно-оптические распределенного типа БИАТ о (далее по тексту - измерители или БИАТ о) предназначены для измерений и регистрации температуры по всей длине волоконно-оптического кабеля, помещенного в газообразную, жидкую или твердую среду.
Описание
Принцип действия измеритеей 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, при этом мерой температуры является отношение интенсивности антистоксовской компоненты к интенсивности стоксовской.
Структура БИАТ о состоит из размещенного в корпусе блока формирования сигнала с частотным генератором, задающего лазера, блока оптических кювет (от 1 до 4 каналов), лазера накачки, блока питания, фотоприемного устройства, блока аналогоцифрового преобразователя (далее - АЦП) и блока микропроцессора (далее - блок опроса), а также специализированного одномодового волоконно-оптического кабеля в качестве температурного датчика. Частотно-модулированный 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 опроса. Затем выполняется спектральная фильтрация света обратного рассеивания, его преобразование в измерительных каналах приемного блока в электрические сигналы, усиление и электронная обработка в блоке АЦП. Микропроцессор проводит расчет преобразования Фурье сигнала, полученного от блока АЦП. В качестве промежуточного результата получают кривые комбинационного обратного рассеивания, как функцию длины кабеля. Амплитуда кривых обратного рассеивания пропорциональна интенсивности соответствующего комбинационного рассеивания. Из отношения кривых обратного рассеивания получают температуру волокна вдоль всего оптоволоконного кабеля.
Совместно с БИАТ о может эксплуатироваться автоматизированное рабочее место (далее - АРМ) оператора, поддерживающее связь с блоком опроса БИАТ о и прочими устройствами локальной сети предприятия, в пределах которого БИАТ о находит применение. АРМ оператора представляет собой персональный компьютер, на котором настроено подключение к блоку опроса БИАТ о с целью удалённого управления и сбора результатов измерений.
Общий вид компонентов БИАТ о представлен на рисунках 1 -3.
БИАТ о пломбируется на предприятии-изготовителе двумя пломбами в виде наклейки. Место установки пломб показано на рисунках 1-2.
Знак поверки наносится на свидетельство о поверке и (или) в паспорт измерителей, в соответствии с действующим законодательством. Измерители имеют серийные номера, обеспечивающие идентификацию каждого экземпляра, номер наносится на маркировочную табличку ударным способом в виде цифрового обозначения (рисунок 4).
® ОптоМониторинг БИАТо
| | | |
| Зав. № | | Дата изг. | |
| Российская Федерация, г. Москва, ул. Вавилова, дом 47А |
Рисунок 4 - Общий вид идентификационной таблички
Программное обеспечение
Программное обеспечение (далее - ПО) БИАТ о состоит из встроенной части ПО и автономной части ПО «SITABSDTS», «SITDTSWebViewer», «SITDTSControl».
Метрологически значимым является только встроенное ПО, которое устанавливается на предприятии-изготовителе во время производственного цикла. ПО недоступно пользователю и не подлежит изменению на протяжении всего времени функционирования изделия, что соответствует уровню защиты «высокий» в соответствии с рекомендацией по метрологии Р 50.2.077-2014. Метрологические характеристики системы оценены с учетом влияния на них ПО.
Идентификационные данные встроенного ПО представлены в таблице 1.
Таблица 1 - Идентификационные данные ПО
| Идентификационные данные (признаки) | Значение |
| Идентификационное наименование ПО | «SITABSDTS», «SITDTSWebViewer», «SITDTSControl» |
| Номер версии (идентификационный номер) ПО | Версия 5.1 |
| Цифровой идентификатор ПО (контрольная сумма исполняемого кода) | 6f8b85112c41d9ce0a0b8031c1fe636d SitABSDTS 364ebbd63a9829f74d3b4a49e81e2cc7 SITDTSWebViewer d631e55db25b29c28b16bc93542f9b63 SITDTSControl |
| Алгоритм вычисления цифрового идентификатора ПО | hash функция MD5 |
Автономное ПО «SITABSDTS», «SITDTSWebViewer», «SITDTSControl» поставляется в комплекте с БИАТ о и предназначено для конфигурации и проведения измерений, а также реализации следующих функций: обработки данных, управления данными, отображения данных (в т.ч. с использованием локальных и глобальных сетей), диагностики неисправностей, техобслуживания, аутентификации и регистрации пользователя.
Автономное ПО «SITABSDTS», «SITDTSWebViewer», «SITDTSControl» не влияет на метрологические характеристики БИАТ о, поскольку не производит вычисления и оперирует цифровыми данными, полученными от БИАТ о.
Технические характеристики
Таблица 2 - Метрологические характеристики
| Наименование характеристики | Значение |
| Диапазон измерений температуры, °С | от -55 до +300 |
| Пределы допускаемой абсолютной погрешности измерений температуры, °С: - от -55 до 0 С включ - св. 0 до + 150 С включ. - св. +150 до +300 С | ±0,2 ±0,1 ±1,0 |
| Минимальное время единичного измерения (1), с | 10 |
| Разрешение, °С | 0,01 |
| Пространственное разрешение(2), м | 1 |
| Примечания: (1) Оптимальное время для единичного измерения составляет 600 с. (2) Пространственное разрешение представляет собой расстояние между точками 10 % и 90 % при реакции датчика на шаговое изменение температуры секции оптоволокна. |
Таблица 3 - Основные технические характеристики
| Наименование характеристики | Значение |
| Количество оптических каналов, шт. | от 1 до 4 |
| Время установления рабочего режима, мин, не более | 30 |
| Параметры электрического питания: - напряжение питания, В - частота переменного тока, Гц | от 196 до 253 50 |
| Номинальная потребляемая мощность, ВА | 150 |
| Тип оптического волокна | одномодовое (тип G.652) |
| Г абаритные размеры модуля опроса системы (высотахширинахдлина), мм, не более | 133х483х480 |
| Длина волоконно-оптического кабеля, м | от 10 до 6000 |
| Диаметр волоконно-оптического кабеля в защитной оболочке, мм, не более | 7 |
| Масса, кг, не более: - модуля опроса БИАТ о - волоконно-оптического кабеля (длиной 1000 м) | 15 110 |
| Рабочие условия эксплуатации блока опроса БИАТ о: - температура окружающей среды, °С - относительная влажность воздуха, % - атмосферное давление, кПа | от 1 до 40 до 80 от 84,0 до 106,7 |
| Средняя наработка до отказа, ч, не менее | 48 000 |
| Средний срок службы, лет, не менее | 6 |
Знак утверждения типа
наносится на титульный лист Руководства по эксплуатации (в правом верхнем углу) и паспорта типографским способом или методом штемпелевания, а также на корпус блока опроса БИАТ о при помощи наклейки.
Комплектность
Таблица 4 - Комплектность БИАТ о
| Наименование | Обозначение | Количество |
| Измеритель температуры волоконнооптический распределенного типа с установленным комплектом ПО | БИАТ о | 1 шт. |
| Руководство по эксплуатации | 4276.14129298.314000.00.02РЭ | 1 экз. |
| Паспорт | 4276.14129298.314000.00.02ПС | 1 экз. |
| Методика поверки | МП-ИНС-014/08-2021 | 1 экз. |
| Волоконно-оптический кабель | КД | В соответствии с договором поставки |
Сведения о методиках (методах) измерений приведены в эксплуатационном документе.
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.
ТУ 26.51.52-31402-14129298-2021 «Измеритель температуры волоконно-оптический распределенного типа БИАТ о. Технические условия».
84254-21: Методика поверкиСкачать3.1 Мб