測溫光纖在監(jiān)測天饋線溫度中的應(yīng)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(jiān)測天饋線溫度中的應(yīng)用

劉洋

（作者單位：黑龍江廣播電視臺）

摘 要：調(diào)頻廣播的數(shù)字化，已經(jīng)讓安全播出更經(jīng)濟(jì)、更有效，在調(diào)頻廣播天饋線系統(tǒng)中，天線饋線的安全性顯得尤為重要。目前，光纖測溫技術(shù)已成熟運用在各個領(lǐng)域，那么對天線饋線的溫度檢測也迫在眉睫。

關(guān)鍵詞：天線；饋線；光纖測溫技術(shù)；光纖測溫系統(tǒng)

在調(diào)頻廣播發(fā)射系統(tǒng)中，包括發(fā)射機、多工器、饋管、天線幾個重要組成部分。在整個發(fā)射系統(tǒng)中，只有天線及饋管架設(shè)在室外自立塔上，工作狀態(tài)沒有得到良好監(jiān)控，目前只能用定期測試天饋線指標(biāo)的方式，來查看其運行狀態(tài)。

調(diào)頻發(fā)射機房負(fù)責(zé)廣播電臺所有廣播在市區(qū)的調(diào)頻發(fā)射工作，八套調(diào)頻廣播采用多工器經(jīng)饋管共用1副天線發(fā)射，總發(fā)射功率達(dá)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(jīng)驗了解到，饋管接觸不良、溫度變化、天線功分器故障導(dǎo)致的饋管溫度過高以至于饋管燒毀的現(xiàn)象很多，對天饋線系統(tǒng)溫度無法及時監(jiān)管，導(dǎo)致故障進(jìn)一步擴(kuò)大的現(xiàn)象也很多，無法準(zhǔn)確及時發(fā)現(xiàn)天饋系統(tǒng)溫度過高的問題，已經(jīng)成為每個發(fā)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(jiān)測天饋線溫度中的應(yīng)用。

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

在光纖測溫系統(tǒng)中，光纖既是傳輸介質(zhì)，又是傳感器。高速驅(qū)動電路驅(qū)動激光器發(fā)出一窄脈寬激光脈沖，激光脈沖經(jīng)波分復(fù)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(chǎn)生多種微弱的背向散射，其中，與拉曼散射有關(guān)的光散射信息反饋到探測器，用來檢測溫度和位置，結(jié)合高速信號采集與數(shù)據(jù)處理技術(shù)，可準(zhǔn)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(tǒng)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(yī)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(shè)方式

傳感光纖采用了直徑3 mm帶護(hù)套的鎧裝感溫光纖，沿天線和饋管表面進(jìn)行敷設(shè)，測溫光纖緊貼設(shè)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(zhǔn)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(huán)（繞制光纖環(huán)直徑需要大于光纖直徑20倍），這樣便能精準(zhǔn)定位每個測試點的溫度并進(jìn)行采集。

4 光纖測溫的性能和特點

（1）分布式實時監(jiān)測，無盲區(qū)，精確定位高溫位置和溫度。

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

（3）測量距離長，測量信息豐富，最遠(yuǎn)可監(jiān)測千米以上的溫度。

（4）測量精度高，響應(yīng)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(shè)計，工作壽命長，后期維護(hù)成本低，便于維護(hù)。

（7）光信號測量，本質(zhì)安全，抗電磁干擾，適合易燃易爆等惡劣環(huán)境下長期工作。

（8）測溫系統(tǒng)采用符合工業(yè)級可靠性要求的嵌入式系統(tǒng)，具備web網(wǎng)絡(luò)訪問功能。

由于后期的光纖鋪設(shè)工作會提高成本，建議架設(shè)天饋系統(tǒng)時直接安裝光纖測溫系統(tǒng)，以免除二次的人力物力浪費。做好天饋線的維護(hù)，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(yè)的監(jiān)護(hù)設(shè)備和維護(hù)人員，配合安全播出制度，才能更專業(yè)地解決安全隱患，為調(diào)頻發(fā)射工作保駕護(hù)航。