测温光纤在监测天馈线温度中的应用

刘　洋

（作者单位：黑龙江广播电视台）



测温光纤在监测天馈线温度中的应用

刘洋

（作者单位：黑龙江广播电视台）

摘 要：调频广播的数字化，已经让安全播出更经济、更有效，在调频广播天馈线系统中，天线馈线的安全性显得尤为重要。目前，光纤测温技术已成熟运用在各个领域，那么对天线馈线的温度检测也迫在眉睫。

关键词：天线；馈线；光纤测温技术；光纤测温系统

在调频广播发射系统中，包括发射机、多工器、馈管、天线几个重要组成部分。在整个发射系统中，只有天线及馈管架设在室外自立塔上，工作状态没有得到良好监控，目前只能用定期测试天馈线指标的方式，来查看其运行状态。

调频发射机房负责广播电台所有广播在市区的调频发射工作，八套调频广播采用多工器经馈管共用1副天线发射，总发射功率达37 kW，全年累计播出时间67 000多小时。馈管长度约200m，承载着每天24小时不间断播出的重任。凭借多年的工作经验了解到，馈管接触不良、温度变化、天线功分器故障导致的馈管温度过高以至于馈管烧毁的现象很多，对天馈线系统温度无法及时监管，导致故障进一步扩大的现象也很多，无法准确及时发现天馈系统温度过高的问题，已经成为每个发射台必须解决的遗留问题，下面笔者主要介绍测温光纤在监测天馈线温度中的应用。

（1）电磁/射频环境，传统的测温方法受到严重干扰无法正常工作；（2）对精度、灵敏度，或者寿命、稳定/可靠性等有特别高的要求；（3）易燃易爆、腐蚀环境，对安全性/耐腐蚀性有特殊要求；（4）雷击，野外等恶劣环境中；（5）安装环境狭小，对传感器尺寸有特殊要求；（6）测试现场能源供应不方便的地方。1 光纤测温系统的结构和原理

在光纤测温系统中，光纤既是传输介质，又是传感器。高速驱动电路驱动激光器发出一窄脉宽激光脉冲，激光脉冲经波分复用器后沿传感光纤向前传输，激光脉冲与光纤分子相互作用，产生多种微弱的背向散射，其中，与拉曼散射有关的光散射信息反馈到探测器，用来检测温度和位置，结合高速信号采集与数据处理技术，可准确、快速地获得整根传感光纤上任一点的温度分布信息。原理如图1所示。

图1　光纤测温系统原理图

2 探头的工作类型选择

常见的探头工作类型有：浸入埋入型、接触型和医用型，线形分布式测量。浸入型传感器可以用于测量固体、液体和气体的温度。

3 光纤的选择和铺设方式

传感光纤采用了直径3 mm带护套的铠装感温光纤，沿天线和馈管表面进行敷设，测温光纤紧贴设备表面，并用耐高温的树脂橡胶固定。由于光时域反射的精度在0.5 m左右，为提高准确度，在每个检测点都需要将1 m的光纤绕制成直径10 cm的光纤环（绕制光纤环直径需要大于光纤直径20倍），这样便能精准定位每个测试点的温度并进行采集。

4 光纤测温的性能和特点

（1）分布式实时监测，无盲区，精确定位高温位置和温度。

（2）软件可监测数据，实时反馈各监测点信息，并能随时查询历史监测记录，便于分析故障发展方向。

（3）测量距离长，测量信息丰富，最远可监测千米以上的温度。

（4）测量精度高，响应速度快，不易受电磁波干扰。

（5）探测光缆既是信号传输载体，又是感温元件，安装方便，光纤可绕曲，便于安装和布点。

（6）探测光纤采用耐久性设计，工作寿命长，后期维护成本低，便于维护。

（7）光信号测量，本质安全，抗电磁干扰，适合易燃易爆等恶劣环境下长期工作。

（8）测温系统采用符合工业级可靠性要求的嵌入式系统，具备web网络访问功能。

由于后期的光纤铺设工作会提高成本，建议架设天馈系统时直接安装光纤测温系统，以免除二次的人力物力浪费。做好天馈线的维护，对于安全播出和安全防火等都是非常重要的，只有配备专业的监护设备和维护人员，配合安全播出制度，才能更专业地解决安全隐患，为调频发射工作保驾护航。