Назначение
Системы температурного контроля волоконно-оптические распределенного типа СТК «ТОPAZ» (далее по тексту - СТК) предназначены для измерений температуры при определении и регистрации непрерывного температурного профиля различного рода сред вдоль всей длины подключаемого волоконно-оптического кабеля.
Описание средства измерения
Принцип работы СТК при измерении температуры основан на:
- измерении оптического Рамановского обратно-рассеянного излучения в кварцевых оптических волокнах;
- использовании оптического рефлектометра во временной области для распределения измеренных значений.
Во время распространения света в среде благодаря взаимодействию между кристаллической решёткой и фотонами происходит несколько видов рассеяния: Рэлеевское, Бриллюэновское и Рамановское. Рассеянное излучение в волокне, в частности Рамановское рассеяние, происходит во всех направлениях. Небольшая его часть возвращается в направлении, противоположном падающему излучению. Эта часть излучения и используется в оптическом рефлектометре для измерений.
Рамановское рассеяние состоит из двух компонент, отличающихся длинами волн: стоксовая и антистоксовая компоненты. Соотношение интенсивностей этих компонент однозначно связано с температурой волокна. Отслеживая изменение интенсивности по длине кабеля, система определяет изменение температуры по длине волокна или кабеля и, таким образом, изменения во внешней температуре.
Оптический рефлектометр используется для оценки оптических потерь от волокна или оптических соединителей, в оптической системе связи. Сравнивая разность во времени между посылаемым импульсом и обратным рассеянием, можно определить точное местоположение каждого участка волокна, испытавшего рассеяние. В СТК такой подход совмещён с распределённым температурным мониторингом и при этом одновременно измеряется температура в любой точке волокна.
Объединив оптический рефлектометр и измерения обратного Рамановского рассеяния, можно получать данные о распределении температуры вдоль всего волокна.
Конструктивно СТК состоит из оптического блока управления (ОБУ), помещенного в серверный шкаф с системой поддержания микроклимата.
В зависимости от длины кабеля, количества подключаемых каналов, особенностей комплектации, эксплуатационных и иных характеристик СТК изготавливаются в модификациях, представленных в таблице 1, определяемых рабочими чертежами и условиями заказа.
| Модификация | Длина кабеля | Количество подключаемых каналов при одновременной работе |
| СТК «TOPAZ» 2-4 | 2 км |
Описание |
| СТК «TOPAZ» 2-8 | 2 км | 8 |
| СТК «TOPAZ» 4-4 | 4 км | 4 |
| СТК «TOPAZ» 4-8 | 4 км | 8 |
| СТК «TOPAZ» 8-4 | 8 км | 4 |
| СТК «TOPAZ» 8-8 | 8 км | 8 |
| СТК «TOPAZ» 15-4 | 15 км | 4 |
| СТК «TOPAZ» 15-8 | 15 км | 8 |
| СТК «TOPAZ» 20-4 | 20 км | 4 |
| СТК «TOPAZ» 20-8 | 20 км | 8 |
| СТК «TOPAZ» 30-4 | 30 км | 4 |
| СТК «TOPAZ» 30-8 | 30 км | 8 |
| СТК «TOPAZ» 40-4 | 40 км | 4 |
| СТК «TOPAZ» 40-8 | 40 км | 8 |
Общий вид СТК с указанием места пломбирования от несанкционированного доступа представлен на рисунке 1.
| Серверный шкаф с системой поддержания микроклимата | |
| Оптический блок управления |
| |
Программное обеспечение
Программное обеспечение (ПО) предназначено для управления работой СТК, считывания и обработки информации, содержащей измеренные значения температуры, сохранения этой информации в памяти компьютера, отображения на мониторе компьютера в режиме реального времени и при извлечении из памяти компьютера, контроля работы СТК.
Кроме того, ПО предназначено для установки параметров СТК и включает в себя средства управления процессами записи, обеспечивает выполнение всех функций СТК и контроль параметров функционирования СТК, в том числе визуальных данных. ПО обеспечивает поддержку стандартных протоколов передачи данных, имеет конверторы формата данных в ряд широко используемых форматов представления данных.
Уровень защиты ПО СТК «средний» в соответствии с Р 50.2.077-2014.
| Идентификационные данные (признаки) | Значение |
| Идентификационное наименование ПО | DTSCM |
| Номер версии (идентификационный номер) ПО | V 2.9.9 |
| Цифровой идентификатор ПО | F95C7C5F |
Технические характеристики
Таблица 3 - Метрологические характеристики СТК
| Наименование характеристики | Значение |
| Диапазон измерений температуры, °С | от -70 до +300 |
| Пределы допускаемой абсолютной погрешности измерений температуры в зависимости от длины кабеля и времени измерения, °С: | ±1,0 |
| длина кабеля, км | время единичного измерения, с |
| от 2 до 15 включ. | 15 |
| 30 | ±1,0 |
| 60 | ±0,5 |
| 240 | ±0,5 |
| св. 15 до 30 включ. | 15 | ±2,0 |
| 30 | ±2,0 |
| 60 | ±1,0 |
| 240 | ±1,0 |
| св. 30 до 40 | 15 | ±3,0 |
| 30 | ±3,0 |
| 60 | ±2,0 |
| 240 | ±2,0 |
Таблица 4 - Технические характеристики СТК
| Наименование | Значение |
| Максимальная длина кабеля, км | 40 |
| Шаг измерения по длине, м | от 0,5 до 2,0 |
| Номинальное напряжение питания постоянного тока, В | 24 |
| Потребляемая мощность, Вт, не более: - без использования блока реле - при использовании блока реле | 20 40 |
| Тип оптического волокна | многомодовое (тип 50/125 или 62,5/125 G.651) |
| Длина волны источника излучения, нм | от 975 до 1550 |
| Г абаритные размеры ОБУ, мм, не более - высота - ширина - длина | 131 432 384 |
| Масса ОБУ, кг, не более | 10 |
| Рабочие условия эксплуатации ОБУ: - температура окружающего воздуха, °С - температура окружающего воздуха при размещении ОБУ в серверном шкафу с системой поддержания микроклимата, °С - относительная влажность окружающего воздуха при температуре + 25 °С, %, не более | от -10 до +50 от -40 до +70 до 95 |
Комплектность
Таблица 5 - Комплектность СТК
| Наименование | Обозначение | Количество |
| 1 Системы температурного контроля волоконнооптические распределенного типа в составе: | СТК «TOPAZ» | 1 комплект |
| 1 ОБУ | | 1 шт. |
| 2 Транспортировочная коробка/кейс | | 1 шт. |
| 3 CD диск/USB с ПО | | 1 шт. |
| 4 Сетевой кабель | | 1 шт. |
| 5 Предохранитель | | 2 шт. |
| 6 Крепления в 19'' стойку | | 1 комплект |
| 7 Винт | | 8 шт. |
| 8 Кабель DB 25 | | 4 шт. |
| 9 Кабель для подключения RS232 | | 1 шт. |
| 10 Кабель для подключения с блоком питание 24 В | | 1 шт. |
| 11 Оптические пигтейлы | | 1 комплект |
| 12 Серверный шкаф с системой поддержания микроклимата | | 1 шт. |
| 13 Руководство по эксплуатации | ПЛСТ.405549.201 РЭ | 1 шт. |
| 14 Паспорт | ПЛСТ.405549.201 ПС | 1 шт. |
| 15 Методика поверки | 651-18-036 | 1 шт. |
| Примечание - Допускается уточнение и изменение комплектации в соответствии с условиями поставки |
Поверка
осуществляется по документу 651-18-036 «Системы температурного контроля волоконнооптические распределенного типа СТК «ТОPAZ». Методика поверки», утвержденному ФГУП «ВНИИФТРИ» 05.06.2018 г.
Основные средства поверки:
- термометр сопротивления эталонный ЭТС-25, тип А, (Регистрационный № 19484-09);
- термометр сопротивления эталонный ЭТС-25, тип В (Регистрационный №19484-09);
- термостат переливной прецизионный ТПП-1.0 (Регистрационный № 33744-07);
- термостат переливной прецизионный ТПП-1.3 (Регистрационный № 33744-07);
- калибратор температуры «ЭЛЕМЕР КТ-650Н» (Регистрационный №53005-13);
- измеритель температуры многоканальный прецизионный МИТ 8.15 (Регистрационный № 19736-11);
Допускается применение аналогичных средств поверки, обеспечивающих определение метрологических характеристик СТК с требуемой точностью.
Знак поверки наносится на свидетельство о поверке.
Сведения о методах измерений
приведены в эксплуатационной документации.
Нормативные документы
ГОСТ IEC 60825-2-2013 Безопасность лазерной аппаратуры. Часть 2. Безопасность волоконно-оптических систем связи
ГОСТ 31581-2012 Лазерная безопасность. Общие требования безопасности при разработке и эксплуатации лазерных изделий
ГОСТ Р 52931-2008 Приборы контроля и регулирования технологических процессов. Общие технические условия
ГОСТ 8.558-2009 ГСИ Государственная поверочная схема для средств измерений температуры
ТУ 26.51.66-012-89466010-2018 Система температурного контроля волоконнооптическая распределенного типа СТК «TOPAZ». Технические условия
73114-18: Методика поверки 651-18-036Скачать3.5 Мб