測溫光纖在監測天饋線溫度中的應用

劉　洋

（作者單位：黑龍江廣播電視臺）

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測溫光纖在監測天饋線溫度中的應用

劉洋

（作者單位：黑龍江廣播電視臺）

摘 要：調頻廣播的數字化，已經讓安全播出更經濟、更有效，在調頻廣播天饋線系統中，天線饋線的安全性顯得尤為重要。目前，光纖測溫技術已成熟運用在各個領域，那么對天線饋線的溫度檢測也迫在眉睫。

關鍵詞：天線；饋線；光纖測溫技術；光纖測溫系統

在調頻廣播發射系統中，包括發射機、多工器、饋管、天線幾個重要組成部分。在整個發射系統中，只有天線及饋管架設在室外自立塔上，工作狀態沒有得到良好監控，目前只能用定期測試天饋線指標的方式，來查看其運行狀態。

調頻發射機房負責廣播電臺所有廣播在市區的調頻發射工作，八套調頻廣播采用多工器經饋管共用1副天線發射，總發射功率達37 kW，全年累計播出時間67 000多小時。饋管長度約200m，承載著每天24小時不間斷播出的重任。憑借多年的工作經驗了解到，饋管接觸不良、溫度變化、天線功分器故障導致的饋管溫度過高以至于饋管燒毀的現象很多，對天饋線系統溫度無法及時監管，導致故障進一步擴大的現象也很多，無法準確及時發現天饋系統溫度過高的問題，已經成為每個發射臺必須解決的遺留問題，下面筆者主要介紹測溫光纖在監測天饋線溫度中的應用。

（1）電磁/射頻環境，傳統的測溫方法受到嚴重干擾無法正常工作；（2）對精度、靈敏度，或者壽命、穩定/可靠性等有特別高的要求；（3）易燃易爆、腐蝕環境，對安全性/耐腐蝕性有特殊要求；（4）雷擊，野外等惡劣環境中；（5）安裝環境狹小，對傳感器尺寸有特殊要求；（6）測試現場能源供應不方便的地方。1 光纖測溫系統的結構和原理

在光纖測溫系統中，光纖既是傳輸介質，又是傳感器。高速驅動電路驅動激光器發出一窄脈寬激光脈沖，激光脈沖經波分復用器后沿傳感光纖向前傳輸，激光脈沖與光纖分子相互作用，產生多種微弱的背向散射，其中，與拉曼散射有關的光散射信息反饋到探測器，用來檢測溫度和位置，結合高速信號采集與數據處理技術，可準確、快速地獲得整根傳感光纖上任一點的溫度分布信息。原理如圖1所示。

圖1　光纖測溫系統原理圖

2 探頭的工作類型選擇

常見的探頭工作類型有：浸入埋入型、接觸型和醫用型，線形分布式測量。浸入型傳感器可以用于測量固體、液體和氣體的溫度。

3 光纖的選擇和鋪設方式

傳感光纖采用了直徑3 mm帶護套的鎧裝感溫光纖，沿天線和饋管表面進行敷設，測溫光纖緊貼設備表面，并用耐高溫的樹脂橡膠固定。由于光時域反射的精度在0.5 m左右，為提高準確度，在每個檢測點都需要將1 m的光纖繞制成直徑10 cm的光纖環（繞制光纖環直徑需要大于光纖直徑20倍），這樣便能精準定位每個測試點的溫度并進行采集。

4 光纖測溫的性能和特點

（1）分布式實時監測，無盲區，精確定位高溫位置和溫度。

（2）軟件可監測數據，實時反饋各監測點信息，并能隨時查詢歷史監測記錄，便于分析故障發展方向。

（3）測量距離長，測量信息豐富，最遠可監測千米以上的溫度。

（4）測量精度高，響應速度快，不易受電磁波干擾。

（5）探測光纜既是信號傳輸載體，又是感溫元件，安裝方便，光纖可繞曲，便于安裝和布點。

（6）探測光纖采用耐久性設計，工作壽命長，后期維護成本低，便于維護。

（7）光信號測量，本質安全，抗電磁干擾，適合易燃易爆等惡劣環境下長期工作。

（8）測溫系統采用符合工業級可靠性要求的嵌入式系統，具備web網絡訪問功能。

由于后期的光纖鋪設工作會提高成本，建議架設天饋系統時直接安裝光纖測溫系統，以免除二次的人力物力浪費。做好天饋線的維護，對于安全播出和安全防火等都是非常重要的，只有配備專業的監護設備和維護人員，配合安全播出制度，才能更專業地解決安全隱患，為調頻發射工作保駕護航。