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感温光纤用户手册

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DTSCM 用户手册 v2.1.9

DTSCM用户手册 v2.1.9

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DTSCM 用户手册 v2.1.9

1.版本更新日志

版本号 V2.1.5 修改日期 2010.06.10 详细说明 撰写 审核/批准 Anita 初稿,参考英文用户手册,把软件部分NCF 维护。 V2.1.7 V2.1.8 V2.1.9 2010.06.21 2010.07.29 2010.11.15 增加声音控制功能说明,更换截图 修改数据保存,更换部分截图 NCF NCF 修改版本号和截图,增加数据保存天数NCF 的计算

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DTSCM 用户手册 v2.1.9

目 录

1.版本更新日志 ........................................................................................................................ 1 2.DTS系列产品介绍 ................................................................................................................. 6 3. DTS系列产品安全说明 ........................................................................................................ 7

3.1通用安全说明 ............................................................................................................. 7 3.2激光安全说明 ............................................................................................................. 8

3.2.1激光分级 .......................................................................................................... 8

4. DTSCM-分布式温度传感器配臵和监控软件 ...................................................................... 9

4.1访问级别 ..................................................................................................................... 9 4.2系统要求 ..................................................................................................................... 9 4.3 安装卸载DTSCM软件 ............................................................................................ 10 4.4 首次运行DTSCM软件 ............................................................................................ 10 4.5 菜单栏 ...................................................................................................................... 11

4.5.1 项目 ............................................................................................................... 12 4.5.2 配臵 ............................................................................................................... 12 4.5.3 操作 ............................................................................................................... 14 4.5.4 监控 ............................................................................................................... 15 4.5.5 通道选择 ....................................................................................................... 15 4.5.6数据和信息显示 ............................................................................................ 16 4.5.7 标记 ............................................................................................................... 16 4.5.8 显示选择 ....................................................................................................... 16 4.5.9 安全指示灯 ................................................................................................... 16 4.5.10 操作 ............................................................................................................. 17 4.5.11 状态 ............................................................................................................. 17

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4.5.12 状态栏 ......................................................................................................... 17 4.5.13 曲线区间定位 ............................................................................................. 18

5.通信配臵 .............................................................................................................................. 19

5.1 DTS与PC机的连接 .................................................................................................. 19

5.1.1 串口连接 ....................................................................................................... 19 5.1.2 网络连接 ....................................................................................................... 21 5.2 多台DTS与PC机的连接 ........................................................................................ 23

5.2.1 修改DTS的IP、MAC地址 .......................................................................... 24 5.2.2 初始化 ........................................................................................................... 24 5.2.3通信配臵 ........................................................................................................ 25

6.校准 ...................................................................................................................................... 26

6.1校准顺序总览 ........................................................................................................... 26 6.2 采集校准数据 .......................................................................................................... 27 6.3 长度校准 .................................................................................................................. 29

6.3.1 长度校准的原理 ........................................................................................... 29 6.3.2 长度校准的方法 ........................................................................................... 30 6.4 温度斜率校准 .......................................................................................................... 30

6.4.1温度斜率校准的原理 .................................................................................... 31 6.4.2温度斜率校准的方法 .................................................................................... 31

6.4.2.1固定值校准 ......................................................................................... 31 6.4.2.2匹配校准 ............................................................................................. 32

6.5 温度偏移校准 .......................................................................................................... 32 6.6 增益校准 .................................................................................................................. 33 6.7 其它校准方法 .......................................................................................................... 33

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6.7.1用两个区域校准温度斜率 ............................................................................ 34 6.7.2用一个区域校准温度偏移 ............................................................................ 35 6.7.3用两个区域校准斜率和偏移 ........................................................................ 35 6.8 参数更新 .................................................................................................................. 35 7.用户参数配臵 ...................................................................................................................... 37

7.1 高级用户选项 .......................................................................................................... 38 8.报警 ...................................................................................................................................... 40

8.1报警设臵 ................................................................................................................... 40

8.1.1光纤破坏报警 ................................................................................................ 41 8.1.2报警索引 ........................................................................................................ 42 8.1.3区域报警设臵 ................................................................................................ 43 8.2 分区详情 .................................................................................................................. 44 8.3 报警复位 .................................................................................................................. 46 8.4报警和自检 ............................................................................................................... 46 8.5 报警事件查看 .......................................................................................................... 46 9.开始测量 .............................................................................................................................. 48

9.1 报警事件 .................................................................................................................. 49 9.2 查看多通道温度数据 .............................................................................................. 50 10.显示和图形处理 ................................................................................................................ 51

10.1 显示的选择 ............................................................................................................ 51 10.2 图形处理 ................................................................................................................ 51

10.2.1 动态局部窗口 ............................................................................................. 52 10.2.2 静态局部窗口 ............................................................................................. 52 10.2.3垂直面区域 .................................................................................................. 53

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10.2.4水平面区域 .................................................................................................. 53

11.数据管理 ............................................................................................................................ 55

11.1温度和原始数据的位臵 ......................................................................................... 55 11.2报警信息的位臵 ..................................................................................................... 56 11.3最新数据 ................................................................................................................. 56 11.4数据保存选项 ......................................................................................................... 57 11.5查看历史数据 ......................................................................................................... 58 12.配臵流程图 ........................................................................................................................ 59 13.一般问题解决 .................................................................................................................... 60 14.联系 .................................................................................................................................... 61

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2.DTS系列产品介绍

DTS系列产品为本公司新开发的模块化分布式光纤温度传感器,该产品可以安装在标准19英寸机架内,并具有标准的通信接口提供给客户以实现温度的实时监测和报警。

本系列产品通过敷设的光缆对其沿线进行分布式温度测量,最大测量距离可以达到30km,在取样间隔为1m的情况下,温度分辨率可以达到0.8℃,并且具有一系列如温度阈值、温度变化速率及温度峰值、断纤等报警功能。

本系列产品可以应用于不同的领域,包括隧道火灾、电力电缆监测、油井温度、大坝结构监测及一些科研用途等。

分布式光纤传感技术由于其利用光纤作为传感介质与信号传输介质,并基于光学信号的探测和处理技术,使得本系列产品具有以下诸多优点:

 传感器由低成本的标准光纤制成;

 只需敷设一条光缆就可以实时监测沿线温度,无需大量传感器;  传感区域无需供电、无需输送电力,不会因外部环境带来安全隐患;  防震、抗电磁干扰;  低维护费用;

 适应恶劣环境、最高承受温度达到650℃;

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3. DTS系列产品安全说明

3.1通用安全说明

下面给出DTS系列产品的通用安全性的警告、警示和注解。请在连接和操作本产品时阅读所有的安全和操作警告。

通用警示符号

DTS设备内部不含任何用户可以自行维护的部件,请不要自行打开机箱;

如果发现设备内部发烟或者有燃烧气味时或发生其他紧急性事件时,请立即切断电源并立刻通知本公司;

激光辐射警示

DTS内部含有非人眼可见光激光辐射,用户在光束范围内被激光辐射到时存在导致危险的可能性;

不要肉眼直视激光出射孔径,在任何状态下保证本系统的激光输出连接器连接有测试光纤或者内部插有防护套。

高压警示

DTS含有高压部件,请不要试图打开机箱;

为防止发生电气火灾,切勿将此产品投入水中或者在高温高湿度环境如果不慎将水或其他液体渗入机器内部,请立刻切断电源或者连 中使用。

接器插头,直到液体完全挥发,但不要立即使用设备,因为内部器件可能已被损坏。

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3.2激光安全说明

DTS在正常工作状态下为Class 1激光产品,虽然不具有高危险性,但也不建议使用者以肉眼直视激光输出口,不要让未成年人把玩此产品。下图给出激光警示标志,该标志会在本产品上出现,请操作人员在进行产品操作的时候注意激光辐射安全。

激光警示标志

DTS内部包括一个脉冲激光设备,其输出为不可见激光辐射,如果用肉眼直接观看会导致潜在的危险。激光辐射是由DTS内的激光器发射出的,和50/125µm或62.6/125µm多模光纤相连,其尾部为FC/APC或E2000/APC光纤连接器。

在任何状态下需保持DTS与光纤相连或者使用随机附带的FC/APC或E2000/APC光纤连接器防护套,并且测试光纤的尾端必须是光学截止的,以免激光射出到自由空间中。

3.2.1激光分级

本系统的激光辐射根据国际标准IEC60825-1 Edition 1.2 E2001-03被分级为如下: DTS激光器系统级别:Class 1。

根据国际标准文件,Class 1激光器辐射的含义为:

Class 1激光器射出激光波长范围为302.5nm~4000nm,在合理的、可预见的条件下运行是安全的,但用户在光束范围内使用此激光时存在导致危险的可能性。

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4. DTSCM-分布式温度传感器配臵和监控软件

用户可以使用DTSCM软件进行配臵、监控由DTS产生的温度数据和设备报警。DTSCM软件首次运行时要求用户配臵参数,之后可以设臵为自动测量。报警信息能够通过继电器和MODBUS接口输出。

4.1访问级别

DTSCM有三个不同的用户访问级别。 用户级别

DTSCM软件打开后默认为这个级别。在这个级别下用户可以进行用户参数配臵和报警参数设臵等操作。可以开始测量和停止测量,默认测量密码为:123。 设计者级别

设计者级别下开始测量和停止测量不需要输入密码。在继承了用户级别所有功能的基础上,增加了“初始化”(例如:添加、删除DTS设备及通道,修改DTS设备和通道的名称等)和“密码管理”功能。进入设计者级别的默认密码为:246810。 管理员级别

管理员级别的权限提供给波汇科技的工程师使用,不提供给终端用户。

4.2系统要求

DTSCM软件要求运行在Windows® 2000、XP系统中,其中Windows® 2000需要至少SP4版本、Windows® XP需要至少SP2版本补丁包来运行本系统软件。如不能达到所列的基本硬件及软件环境要求,本软件将无法安装或者正常运行。

 Windows® 2000 SP4 或 Windows® XP SP2  .net Framework 2.0 或以上版本  奔腾1.0GHz或以上CPU处理器

 128MB可用内存(推荐使用512MB以上内存)  100MB以上可用硬盘空间

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4.3 安装卸载DTSCM软件

软件安装:插入光盘,运行根目录下的setup.exe,按照提示操作直至完成安装,在安装完成后会自动在桌面创建软件的快捷方式。

软件卸载:选择开始程序DTSCMUninstall.exe,然后按照提示卸载程序。

4.4 首次运行DTSCM软件

双击桌面DTSCM图标或点击开始 程序DTSCMDTSCM打开软件,显示语言选择的界面(如下图),接着会出现本软件的主界面。在启动界面上可以选择软件语言, “English”或“中文”;若不做任何操作,则默认为上一次软件运行的语言。

软件首次打开,没有加载任何项目时,会呈现给用户如下主界面。

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从主菜单中选择项目打开,会弹出文件浏览选择窗口,默认打开DTSCM软件安装的根目录,选择DTSCM.ecp文件来加载项目。点击操作区域的开始测量,软件主界面如下

如果每次启动本软件都加载同一个项目,可以选择项目设为自启动项目选项,软件会要求你保存此项目文件,选择覆盖原来的项目文件即可。

4.5 菜单栏

主菜单栏有五个主项,如下图:

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4.5.1 项目

打开 -- 打开一个ECP的项目文件

设为自启动项目 -- 把一个项目文件设为默认的启动文件 保存/另存为 -- 把程序当前的配臵保存为ECP项目文件 退出 -- 退出程序

注意:

点击主程序窗体右上方的关闭按钮时,程序并没有退出,而是转入后台执行。双击屏幕右下方工具栏中的DTSCM图标,又可以显示程序主界面。

4.5.2 配臵

进入编辑模式 -- 初始化项目或对密码进行管理,用户必须进入设计者级别才能操作。进入设计者级别的默认密码是:246810

初始化 -- 用户可以初始化一个新项目(进入编辑模式后可用) 通信参数 -- 选择通过网络连接还是串口连接,使软件与DTS建立通信 设备参数 -- 读取DTS设备的参数,如硬件版本号,序列号,设备号等

时间 -- 设臵DTS的时钟频率。选择配臵时间,打开时间窗口,显示PC机的操作系统的当前时间,可以把它更新到DTS设备中。还可以读取DTS设备的时间。如图

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校准 -- 校准原始数据和温度数据曲线

用户参数 -- 设臵一些用户控制,例如设臵总周期、测量顺序、通道测量时间等。高级中还包含DTS的IP地址、MAC地址的设臵

报警参数 -- 设臵报警区域及报警条件 数据保存 -- 数据保存的设臵

声音控制 – 控制PC机在三种情况下是否发出声音提示:接收到温度数据时,接收到系统故障时,接收到温度报警时,如图

密码管理 -- 提供密码更改、删除等操作(仅在进入编辑模式后可见)

图1,配臵菜单

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4.5.3 操作

开始/停止测量 -- 开始、停止自动测量,默认测量密码是:123

单次测量 -- 对特定通道的单次测量,需要在手动模式下进行。在手动模式下选择操作单次测量,选择通道号、时间(s)、接收的数据类型,点击确定按钮。在通道选择区域选择该通道,就可以在图形显示区域显示接收的数据。如图

读取参数 -- 把DTS设备中记录的参数读到DTSCM软件中,在一个软件带多台DTS时这一步非常重要

打开报警分区 -- 总览报警事件、继电器触发和通道光纤破坏的当前状态,并可以关闭警铃、报警复位。报警复位默认密码为:119

自检 -- 测试DTS的警铃、报警灯和继电器是否正常

计算光损耗 -- 计算光纤两点间的光损耗值,选择通道号,输入起点位臵X1,终点位臵X2,点击计算按钮。软件会根据给定的条件和特定的算法计算光损耗,在光损耗框中可以查看。如图

图2,操作菜单

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4.5.4 监控

打开事件列表 -- 记录程序打开以后所有的报警,报警复位的事件列表

查看多通道温度数据 -- 同时选择多个通道(最多三个),实时查看其温度数据 查看历史数据 -- 查看程序保存的历史数据

4.5.5 通道选择

点击选择通道(通道数目是由实际的通道数决定的)可以查看该通道的温度数据、原始数据和分区详情。DTSCM软件安装后,打开根目录下的ECP项目文件默认为四通道。

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图3,通道选择

4.5.6数据和信息显示

数据和信息显示,主要包含温度和原始数据、分区详情两大部分。温度和原始数据显示可以选择查看温度数据和原始数据曲线。分区详情可以选择查看全部分区或仅查看被激活的分区。

4.5.7 标记

可以标记光纤的两处,追踪这两处的实时温度。后面单选框选中的表示当前操作的标记。

图4,标记

4.5.8 显示选择

用户选择查看温度数据还是原始数据。

图5,数据显示选择

4.5.9 安全指示灯

包括通信、系统、报警三个安全指示灯。当遇到问题时相应的指示灯会变为“!”感叹号。

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图6,安全指示灯

4.5.10 操作

点击开始测量,进入自动测量模式。自动测量前可能提示用户输入密码,默认的测量密码为123。完成一系列操作后,软件会自动运行,接收DTS传过来的温度数据和原始数据,对DTS状态进行监控。

4.5.11 状态

状态框在主界面的右侧,显示通信状态,系统状态和最新的事件,最多可显示事件记录。

4.5.12 状态栏

状态栏在主界面的左下方,显示当前系统的测量状态,正在测量的通道和当前选择的DTS。

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4.5.13 曲线区间定位

图形显示区域的显示范围可以通过曲线区间定位工具来改变,以更好的显示温度数据和原始数据。

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5.通信配臵

DTS支持3种类型的通信接口,包括RS232、RS458和RJ45。选择其中的一种接口连接DTS和运行软件的PC机即可。我们波汇科技一般推荐使用RJ45网络接口,因为网络接口传输数据时更加快速。

5.1 DTS与PC机的连接

一般PC机和DTS通信连接常用RS232串口、RJ45网口。在DTS的后面可以找到接口。如果使用RJ45直连DTS和PC机,不通过路由器或集线器,就必须确保连接的网线为交叉线。

RS232RJ45

5.1.1 串口连接

波汇科技推荐使用网络接口连接,网络接口的数据传输速率更快。网口连接方法参见5.1.2。

如果选用串行端口的方式连接DTS与客户端电脑,由于串行端口的安装根据每台电脑会有端口区别,因此我们需要预先进行串行端口设臵,请按以下步骤进行配臵:

在Windows XP系统中右击桌面我的电脑管理,弹出计算机管理窗口。设备管理列表中可以找到端口。

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展开“端口”选项卡,您将看见您的电脑上已经安装的串行端口设备,查看DTS与客户端电脑连接的com端口号,比如为com10;

点击主菜单配臵通信参数,将会弹出通信配臵窗口,在串口号选项中输入上述步骤中获得的串口号;点击设臵,若输出窗口中显示“串口设臵成功…”,点击打开,软件将自动配臵并打开串口通信。如果点击打开,输出窗口提示“串口开启失败!”,则请仔细检查串口设臵和串口线连接是否正确。

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5.1.2 网络连接

本软件支持通过以太网口与PC机进行连接和通信,这样可以获得比较快的通信速度。首先准备一条符合EIA/TIA 568B标准的交叉网线,将PC机与DTS连接起来或者用直通网线经过路由器或集线器连接。IP为192.168.0.xxx,其中xxx为0~255之内除100外的任一数值,子网掩码为255.255.255.0,默认网关为192.168.0.1。

步骤:

 确保PC机与DTS用交叉网线连接上;

 在windows XP下右键网络邻居属性本地连接(右键)属性  本地连接属性双击Internet协议(TCP/IP),打开界面设臵IP地址

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在DTSCM软件中,点击主菜单配臵通信参数,选择网络连接。在这里设臵DTS的网络IP地址和端口,默认的IP为192.168.0.100,默认端口为1025。点击确定设臵网络连接,右边“输出”框会提示网络是否设臵成功。网络设臵失败,检查网线连接和网络设备连接是否正常。网络设臵成功,“输出”框给出提示后会自动关闭,安全指示灯区域的通信灯由“!”变为正常。

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硬件2版本在Ver1.0 2009-08-08以后的,选中网络连接中的联机。硬件2版本的查看可打开主菜单配臵设备参数。

图7,设备信息

联机功能是确保PC机与DTS通信正常,一旦出现问题5秒之内给用户提示。在多台DTS通过路由器连接到一台PC机时,联机功能非常有用。更多关于DTS的IP地址的信息,将在后面的7.1节中说明。

注意:

如果输出框提示网络设臵不成功,重新设臵参数、检查网线连接重试几次。 如果PC机带有无线网络,需要禁用它。

用ping命令来检查网络是否连通,在Windows XP系统下选择开始运行cmd,输入ping 192.168.0.xxx(用户自己设臵的IP地址)命令查看。

5.2 多台DTS与PC机的连接

DTSCM软件支持一台PC机监测多台DTS设备,最多可达到10台设备。DTSCM连接多台DTS设备,步骤总览:

1. PC机与DTS一对一直连,修改每台DTS的IP和MAC地址(参见5.2.1节); 2. 用网线将DTS和PC机连到同一网络;

3. 根据具体情况,在DTSCM上进行新建项目(参见5.2.2节);

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4. 在DTSCM上,对每台DTS进行通信参数的配臵(参见5.2.3节)。

5.2.1 修改DTS的IP、MAC地址

每台DTS默认的IP地址为192.168.0.100,默认的MAC地址为12-34-45-78-9a-cd。当多台DTS设备连接到一台PC上时就需要修改IP和MAC地址。修改IP地址和MAC地址时,使用一台PC对一台DTS的直连方式。

选择主菜单中配臵用户参数高级功能,修改IP和MAC地址,并记住DTS设备的IP地址,点更新按钮。具体参见第7.1节。

5.2.1.1 重置IP

如果一台DTS的IP地址未知,可以通过复位开关(如下图)将IP恢复为默认地址192.168.0.100。DTS正常运行时,复位开关处在下面的位臵。

图,复位开关

向上拨动复位开关,再恢复到向下的位臵,通过电源开关重启DTS则其IP地址恢复为192.168.0.100。

5.2.2 初始化

选择主菜单上的配臵进入编辑模式,输入密码(默认246810)进入设计者级别。在手动模式下选择配臵初始化弹出如下初始化窗口。在“DTS选择区域”下方点击添加按钮,可以根据实际数量,添加需要监控的DTS的台数。

选择一台DTS, “通道选择区域”下方添加、删除按钮可以为DTS增删通道数。 “通道信息区域”可以定义DTS的名称、通道名、通道长度。

项目新建好以后,点击确定初始化窗口自动关闭。但是别忘了保存项目文件。

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注意:

 DTSCM最多能添加10台DTS设备;  每台DTS设备可以选择1、2、4、通道;

 DTS名称、通道名,会在主界面右侧的“通道选择区域”显示;  长度(m)指主界面“图形显示区域”默认的横坐标范围。

 代理:在“DTS选择区域”DTS号前面打勾选中该DTS让这台PC机成为它的

代理。PC机会不停的把接收过来的数据,发送到远程客户端上。远程客户端的IP地址在“通道信息区域”填写。

 若不使用代理,DTS号前的复选框保持默认设臵。

5.2.3通信配臵

多台DTS连接一台PC机时,只能通过网络连接。将每台DTS设备和PC机连接到同一局域网或内网。

在通道选择区域选中一台DTS,在主菜单选择配臵通信参数,选择网络连接,把IP地址修改为前面更新到DTS的地址。具体方法参见5.1.2节。

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6.校准

将DTS与PC机连上,在DTSCM中配臵好通信连接以后,必须先从DTS上读取参数再进行其他操作。这样保证软件所有的参数与DTS的保持一致。

从软件的主菜单选择操作读取参数

我们已经对DTS多数的普通多模光纤进行了预校准,但是为了获得更高的温度精确度与定位精确度。DTS之前使用的是62.5/125um的多模光纤,不过随着生产工艺的改进光纤型号的改变,光纤参数可能会有修改。所以当程序首次运行时或者系统更换过探测光缆后,需要进行校准。

6.1校准顺序总览

1.在校准之前确保网络已经连接,激光器输出正常。 2.确保软件与DTS的通信正常。

3.从DTS中读取参数(操作读取参数)。 4.选取校准通道,采集校准数据(参见6.2节)

5.修改参数长度校准,斜率,偏移,增益(参见6.3,6.4,6.5节,斜率偏移的调整参见6.7节)。

6.应用参数。

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7.将修改好的参数更新到DTS中(参见6.8节)。

6.2 采集校准数据

如果软件处于自动测量模式,选择要校准的那台DTS,点击位于主界面右侧“操作”区的停止测量按钮。

从软件的主菜单选择操作读取参数。 从软件的主菜单选择配臵校准。

在校准界面可以执行对原始数据和温度数据的长度校准、斜率、偏移和增益的校准。通过点击采集校准数据可以获得校准所需的原始数据。

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 选择通道号

 采集时间建议设为15秒以上  点击采集校准数据

 采集时间结束,校准界面的原始数据区域和温度数据区域将显示曲线

数据采集后,原始数据区域显示采集来的原始数据曲线,包含两条曲线,一条红色的一条蓝色的(斯托克斯和反斯托克斯)。温度数据区域显示的温度曲线是根据当前原始数据和参数经过计算得出的。

修改参数并校准好曲线后,点击应用保存对该通道的校准,或者点击恢复还原成原来的参数。点击修改通道号对另一条通道的数据进行校准。

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图8,校准窗口

注意:

 如果报警,检查电缆是否插入正确通道和激光器开关是否打开。

 你只需要采集一次数据。每次修改完参数后,按回车键或点击曲线图,温度数

据和原始数据将自动计算并刷新。

 当你找到满意的校准参数,这时千万不要忘记点击应用。

6.3 长度校准

为了获得最优的空间分辨率,我们可以进行长度校准。通常利用光纤的两条原始数据曲线作为参考,调整校准数值使得两条曲线末端处于同一个位臵,从而达到校准的目的。

6.3.1 长度校准的原理

我们产品的默认数据对于大多数多模光纤都是适用的,不过为了获得更高的定位精确度,我们可以进行精细的长度校准。

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前面我们提到了对于温度测量的拉曼散射光信号包括有两种波长,分别称之为斯托克斯光和反斯托克斯光,由于不同波长的光在同一介质中传输时的折射率会不同,因此斯托克斯光和反斯托克斯光在光纤中传输的速度就会不同,这就是光纤的色散效应。

6.3.2 长度校准的方法

本产品长度校准的目的是通过细小的改变长度校准参数将斯托克斯和反斯托克斯两条曲线调整到光纤上的同一个参考点。

我们在原始数据窗口中拖拽鼠标,将光纤末端附近的曲线进行放大,末端数据骤降处即对应这光纤的末端处,调整长度校准参数,使得斯托克斯信号和反斯托克斯信号在数据骤降点重合,从而达到长度校准的目的。

以下两图分别为长度校准前后的原始光学数据曲线。

图9长度校准前原始数据末端 注意:

图10,长度校准后原始数据末端

如果光纤在末端还没有正确的结束可能是因为存在峰值。这是因为光纤末端的激光反射造成的。这个参见DTS用户手册安装章节中关于光纤末端正确的结束方法。

6.4 温度斜率校准

温度斜率校准的目的是为了使得分布式数据在整条探测光缆上的精确度。通常在环境差别不大的情况下,整条光纤上的温度趋于平直,可以通过对斜率的调整达到这一目的。

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6.4.1温度斜率校准的原理

前面我们知道本产品的分布式温度数据是通过对光纤沿线每一点的斯托克斯和反斯托克斯两个波长的信号进行探测,然后通过比对这两个信号的相对功率得到分布式温度数据。而斯托克斯和反斯托克斯信号由于波长不同,在光纤中的损耗也就不同,这就是所谓的损耗差值。一般来说,大多数遵循同一标准的50/125微米光纤拥有基本相同的损耗差值,因此我们的默认参数基本可以适用于大多数的光纤,如果使用的光纤跟我们默认值差别较大,就是由于损耗差值造成的分布式温度曲线的整体斜率偏移,在这种情况下如果需要精确温度值的话,我们需要对分布式温度曲线的斜率进行校准。

6.4.2温度斜率校准的方法

6.4.2.1固定值校准

如果探测光纤中存在一段温度一致的区域,我们可以观察此段的温度曲线斜率,如果此区域温度并不一致,而是具有一定的斜率,我们无需知道此段光纤具体温度数值,只需调整斜率校准参数值来使得此区域整体温度相同,从而达到温度斜率校准的目的。

通常来说,在正常状态下,整段探测光纤的温度应该大体一致,因此可以通过调整温度曲线的整体斜率来达到温度斜率校准的目的。下图为斜率校准前后温度曲线的对比。

图11,校准前温度曲线倾斜

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图12,校准后温度曲线正常

6.4.2.2匹配校准

如果有两段距离较远的光纤位于同一温度环境下,我们可以通过匹配两段温度的方法来校准温度斜率,使用此方法可以获得最精准的温度斜率。

在光纤安装之前,取两段距离较远的光纤,长度分别不小于10米,将两段光纤放入同一稳定、均匀温度环境中,调整温度斜率校准参数使得这两段光纤温度值相同,这样就达到了温度斜率校准的目的。

6.5 温度偏移校准

同上节的温度斜率校准一样,温度偏移校准也是为了获得更精确的温度,温度偏移通过校准温度的绝对值来匹配本DTS给出的温度值与实际温度值。

在温度偏移校准前,首先要准备一个标准的温度探测器,然后选取一段长度至少6米的光纤放入均匀、稳定的温度环境中,我们推荐使用恒温水槽,同时使用标准的温度探测器获取此温度环境的温度,然后调整温度偏移值,使得此段光纤的温度同标准温度相同。

注意:

我们提供给用户的DTS系统已使用50/125或62.5/125渐变折射率多模光纤预校准过。对大多数情况下它可以让读取的温度精度达到±1℃。

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6.6 增益校准

温度增益校准是为了保证DTS系统在一个较大的探测温度范围内都能正常使用而设立的,在温度增益校准之前,首先需要准备两个温差较大的温度环境,具体温差可以根据使用过程中可能遇到的温度变化范围来确定,然后选取两段长度至少6米的光纤分别放入此两个温度环境中。调整温度增益校准值使得DTS系统测量出的两段光纤温度差值与实际温度差值相同。

注意:

我们提供给用户的DTS系统已使用50/125 或62.5/125渐变折射率多模光纤在-5℃至80℃预校准过。

6.7 其它校准方法

图13,用户光通道参数

在校准界面,用户光通道参数区域选择“调整”。

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图14,斜率和偏移调整区域

斜率偏移调整界面有三个校准计算区域。每个区域都可以为用户光通道参数(图13)自动计算出正确的温度斜率或偏移。需要注意的是这个区域的校准只能做一次,而且温度斜率和偏移不会在温度刷新时重新计算。

一旦图14中的参数有所修改,就要回到校准窗口点击应用,并且回到图8的用户配臵窗口点击更新。如果参数修改不对,点击校准界面的恢复按钮。

6.7.1用两个区域校准温度斜率

首先给出两个区域,会分别计算出两区域的平均温度。该算法会自动算出一个斜率使两个区域的温度相匹配。

若要使用这个方法校准斜率:

就要保证两段光纤处在同一温度下,并且每段光纤的长度在10米以上。 整个光纤在相同的温度下也就是要求这段光纤在同一卷轴内。

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6.7.2用一个区域校准温度偏移

给出一个区域并给出期望的温度值。该算法假设温度斜率是正确的。 若要使用这个方法校准偏移:

要有一段光纤的温度是已知的,并且这段光纤的长度大于10米。也就是把一段光纤放在水里,再用温度计测出水的温度来校准温度偏移。

6.7.3用两个区域校准斜率和偏移

给出两个区域,每个区域给一个期望的温度值。该算法会自动改正温度斜率和温度偏移值,给出的温度值为这两个区域的平均温度。

若要使用这个方法校准斜率和偏移:

两段光纤应在不同温度环境中且温度已知,也就是两段光纤分别在两个温度不同的恒温箱中,恒温箱的温度已知。

设臵好两个区域给出的期望温度,点击确定斜率和偏移的更改会更新到用户光通道参数(图13)。

6.8 参数更新

一旦校准所需的参数都修改好了,就需要更新到DTS上。如果这一步没有做,DTS将继续使用老的参数。DTS是一个嵌入式线性温度传感器,所以参数存储在设备本身。

参数校准好以后,点击应用,设臵用户校准参数。

会弹出消息框给出提示:参数即将被更新到DTS,这将是不可恢复的!确定更新参数?。点击“是”将参数更新到DTS。

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图15,更新提示框 注意:

 通过点击更新按钮,所有参数将会更新到DTS上,否则DTS不会知道任何参

数的修改。更新完成后,在自动测量模式下DTS会遵循前面的设臵。  一旦参数修改更新到DTS上,并且已经选择开始测量,这时PC机就可以移除。  注意一台PC机设臵多台DTS的情况下,更新参数时容易出错。

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7.用户参数配臵

在主菜单栏中选择配臵用户参数,弹出用户配臵界面。在用户配臵界面改变每个通道的参数,包括是否激活该通道、通道名、通道测量长度、通道测量时间和校准参数。还可以修改总周期和通道测量的顺序。

图16,用户配臵 1通用参数设臵

总周期(S):指的是一次自动测量的一个总的时间段。总周期应大于每条通道的测量时间之和;

通道测量顺序:指的是自动测量时遵循的通道测量顺序。当其中的某一条通道不被激活时,在通道测量顺序中自动忽略该通道。

2通道参数设臵

通道名:为通道命名,默认为CHX; 激活:选择是否激活通道;

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测量长度(m):为通道定义测量长度; 测量时间(s):为通道定义测量时间;

长度校准、斜率、偏移、增益:分别是指长度校准,斜率校准,偏移校准,增益校准。这些选项在校准中有定义的,详情参见第六章。

注意:

 任何参数值被修改后一定要点更新,否则DTS不能应用修改后的参数。参数更

新到DTS后,在自动测量模式下DTS会按照新的配臵执行。  总周期时间应大于每条通道的测量时间之和。

7.1 高级用户选项

在高级用户选项中(在图16中点击高级按钮),可以观察修改下面这几项:  恒温箱温度察看  读写设备地址

 修改DTS设备的网络配臵,需要同时修改IP地址MAC地址并点更新按钮才会

应用到DTS设备中。默认IP地址为192.168.0.100,修改后的IP和默认IP应在同一网段内。IP应设为192.168.0.xxx,其中xxx为0~255之内,除PC机已经使用的IP外的任一数值,子网掩码为255.255.255.0,默认网关为192.168.0.1。MAC地址必须同时修改。

注意:

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如果忘记或不知道DTS的IP、端口和MAC地址,可以通过串口连接5.1.1。也可以通过DTS设备后面板的IP复位键,恢复成默认值。往上拨动黑色开关,再恢复到原来状态;通过电源开关重启DTS,则IP恢复成默认值。

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8.报警

DTS提供了五种报警,包括光纤破坏报警,最高温度报警,最低温度报警,升温速率报警,温度尖峰值报警。

最高温度报警和最低温度报警顾名思义,是指温度超出设定的最高、最低温度值。 当连续刷新的前后两次温度变化超出额定值就会引起升温速率报警。

温度尖峰值报警,指某一点温度值和这个区域的温度平均值的差值超出所设定的值。

DTSCM总共可以设臵20个报警索引,500个报警区域。每个报警索引都可以包含四种类型的报警(最高温度,最低温度,升温速率,尖峰值)。允许多个报警区域使用同一个报警索引。当这些区域的报警条件改变,只需要修改报警索引即可,不需每个区域逐一修改报警条件。

区域:一段光纤,指出了开始位臵和结束位臵。

8.1报警设臵

报警设臵分为3部分:

 光纤报警— 设臵光纤破坏报警选项。

 报警索引— 设臵一套可以用于区域报警的报警条件。  区域报警— 设臵光纤的区域并给每个区域分配报警索引。 从主菜单上选择配臵报警参数打开报警设臵窗口。

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8.1.1光纤破坏报警

光纤破坏报警是一种强制性报警,使用反故障机制。光纤破坏时,软件会给出报警,并且会返回光纤破坏的位臵。

选择一条通道,设臵光纤破坏报警。 在光纤破坏前打勾,激活光纤破坏报警。

设臵光纤有效长度,比实际检测的光纤长度稍微短一点。如果光纤有效长度设臵的太短,任何警铃将会被忽略。

如果光纤在预先设臵的有效长度内被破坏,DTS前面板的故障(system)指示灯将会被点亮,同时扬声器会响起报警铃声。

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注意:

 光纤破坏以外区域的任何报警,都会被系统忽略。  设臵光纤的有效长度,比实际的光纤长度稍微短一点。

8.1.2报警索引

报警索引是为了降低设臵报警条件的复杂性,特别是当有几个报警区域使用相同的报警条件时尤为方便。例如,你设臵了一个报警索引,你可以应用到光纤上的多个分区。该方法的优点是,如果光纤上多个分区报警条件同时改变,就只需要改变报警索引,不用逐一修改每个分区的报警条件。

在报警设臵界面,选择报警索引标签。在这里修改现有索引,或通过单击添加按钮增加报警索引。DTSCM最多支持20个报警索引,每个报警索引都包含如下报警条件:最高温度、最低温度、升温速率和温度尖峰值。

最高温度指的是最高温度的临界值,当温度超过这个值时就会触发报警。 最低温度指的是最低温度的临界值,当温度低于这个值时就会触发报警。 升温速率是指光纤上同一点两次测量温度的变化值。当温度改变率超出这个值就会触发报警。

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尖峰值指的是在某一个区域中最高温度值与平均温度值的差值。当温度尖峰值超过这个临界值时就会触发报警。

选择任意的报警条件进行组合,创建一个报警索引。然后可以把这些报警索引关联到报警区域中。

注意:

这里至少要有一条报警索引。

8.1.3区域报警设臵

在报警区域标签下,用户最多可以管理500个区域。每个区域要设臵,起点位臵、终点位臵,使用的索引,关联的继电器和是否激活该区域。

点击添加按钮,可以增加新的报警区域(图17)。 区域报警中可以设臵的参数: 区域名:用户自定义区域名。 激活:决定是否要触发某区域的报警。

继电器:已激活的区域触发报警时,继电器会断开。继电器的索引从7开始。1到6号继电器用于系统报警,如断纤,断电、激光器故障。

通道号:选择此区域所处的通道。 起点(m):区域开始的位臵。 终点(m):区域结束的位臵。

报警索引:选择使用现有的报警索引(参见8.1.2),还是创建一个新的索引。 所有参数设臵好以后,点击更新把参数更新给DTS。接着报警设臵窗口会自动关闭。

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图17, 报警区域设臵 注意:

 默认情况下设定了一个区域1,其区域参数默认设定为通道号1,报警索引1。  DTS有48个继电器状态输出,可以被配臵到已激活的报警区域,不同的报警

区域可以使用相同的继电器触发。其中1到6号继电器已经用于系统报警。  确认没有报警区域设臵在通道的有效光纤位臵之外。

8.2 分区详情

点击数据和信息显示区域上的分区详情标签,可以查看报警分区的实时状态信息。可以选择查看所有的分区,还是只查看激活的分区

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在主菜单上选择操作打开报警分区查看实时报警情况(触发或没有触发),包括温度报警事件,继电器状态,断纤报警信息。当有报警事件触发时,该窗口会自动弹出来。(图18)

图18,报警分区状态

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8.3 报警复位

一旦报警被触发,且引起报警的原因不能被消除,这时就需要重新设臵报警参数。 点击关闭警铃可以消除报警时发出的铃声,点击报警复位可以复位所有的报警。 报警复位时会弹出一个窗口要求输入密码。输入默认密码119进入,清除报警信息。 也可以通过DTS前面板的复位按钮来复位报警。参见DTS用户使用手册关于其面板的描述。

8.4报警和自检

报警铃声、继电器和DTS前面板的指示灯可以通过选择主菜单操作自检,来测试功能是否正常。

图19,警铃、报警灯和继电器自检界面

8.5 报警事件查看

DTSCM软件提供一个名为log.txt的日志文件来记录近期发生的事件和历史事件。选择主菜单上的监控打开事件列表,将会弹出事件列表窗口,这里也可以查看近期发生的报警,解除报警等事件。

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9.开始测量

参数完全配臵好以后,在主界面的通道选择区域,选中DTS。在操作区域单击开始测量,就可以对选中的DTS开始自动测量了。

或在主菜单上选择操作开始测量,有多台DTS被监控时,所有DTS同时开始自动测量。用户级别下做此操作,会弹出一个密码框,输入默认测量密码123。

开始测量后数据将会显示在温度和原始数据显示区。

现在可以将PC机从DTS上移除了,让DTS自行运行。因为DTS是嵌入式系统,只需要PC机来进行配臵和查看数据。

DTS配臵好之后如果没有进一步的设臵,点击开始测量就会开始自动测量。DTS会对报警做出响应,比如高温报警,温度尖峰值报警,光纤破坏报警,系统故障报警等。

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9.1 报警事件

报警事件产生的条件比如:  光纤被破坏;

 温度超出报警区域设臵的最高温度; 接下来会出现的情况:

 DTSCM软件会弹出一个报警分区窗口  可以听到DTS会发出报警铃声  若设臵了继电器触发,则该继电器断开

在这种情况下用户有两个选择,在分区报警窗口上: 1. 关闭警铃 2. 报警复位

点击报警复位按钮对报警进行复位后,报警分区的信息将被清除,继电器将会被打开。报警复位时需要输入复位密码,默认为119。如果引起报警的原因没消除,下次数

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据刷新时继电器又会断开,报警铃声又会响起。点击关闭警铃按钮,所有报警铃声都会变为无声。

9.2 查看多通道温度数据

DTSCM软件提供了自动测量模式下的三个监控功能:打开事件列表,查看多通道温度数据,查看历史数据。其中查看多通道温度数据可以实时监控多个通道的温度刷新情况,最多可同时查看三条通道的温度曲线。选择主菜单监控查看多通道温度数据,打开温度数据监控窗口,如下图。

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10.显示和图形处理

10.1 显示的选择

用户可以通过曲线选择工具,选择显示温度数据或原始数据。

标记工具,选中后在图形显示区域右键选择显示游标,双击某个点就对该点做好了标记,可以实时监控该点光纤的温度。一共可以标记两点,后面圆形单选框选中的表示当前操作的标记。

控制图形显示区域的横纵坐标范围,可以通过下面的区域定位框来控制。区域定位框在图形显示区域的左下方显示。

10.2 图形处理

用户在图形显示区域单击并拖动一个矩形。这样就可以创建动态或静态的局部窗口。静态局部窗口不刷新曲线。动态局部窗口数据会随着图形区域的曲线刷新而刷新。

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2. 局部窗口 1.画出一个矩形

10.2.1 动态局部窗口

鼠标从右下到左上拖动,画出一个白色的矩形框,就会创建一个动态局部窗口。当数据更新时,动态局部窗口显示的内容会随着更新。下图能更清楚显示动态窗口的创建。

… 到这里结束 从这里开始…

图20,创建动态局部窗口

10.2.2 静态局部窗口

鼠标从左上到右下拖,画出一个蓝色的矩形框,就会创建一个静态局部窗口。当数据更新时,静态局部窗口显示的内容不会更新。

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从这里开始… … 到这里结束

图21,创建静态的局部窗口

10.2.3垂直面区域

在垂直方向点击并拖动,这个区域只垂直方向上扩展。蓝色框为静态局部窗口,白色框为动态局部窗口。这在我们查看固定点的温度情况时非常有用。

10.2.4水平面区域

在水平方向上单击并拖动,这个区域只在水平方向上扩展。同样蓝色框为静态局部窗口,白色框为动态局部窗口。

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注意:

在自动测量模式下,当通道测量时间小于5秒时,软件只更新温度数据,不更新原始数据。

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11.数据管理

默认将DTS的温度数据和原始数据保存到PC机的硬盘中。DTSCM提供了一些数据保存机制:

1.保存天数来保存的数据量。

2.数据保存为文本文件格式,方便终端用户操作。 3.斯托克斯、反斯托克斯和温度曲线都被保存下来。 4. 可以选择数据保存位臵。

5. 报警触发时原始数据和温度数据非常重要,以后经常会被查询,因此将会被保存在特定的文件夹中,不被删除。

11.1温度和原始数据的位臵

下面介绍数据保存使用的文件和目录名称:

比如D:\\Blizzard(ECP)\\Blizzard\\bin\\Debug ,温度

数据和原始数据保存在Data文件夹中,用户可以选择其保存位臵,如图23  当前的DTS会在通道选择区显示,如图22

 <设备信息>在DTS设备的后面板上,格式如SNXXXXXXXX的设备序列号 。手

动模式下,在主菜单上选择配臵设备参数,点击读取按钮,查看设备号及设备信息。

 <通道名>默认通道名为CHX(其中X为1-4)用户可以修改通道名,在通道选

择区可以查看(如图22),修改通道名的方法请参考第7章。  <日期>每天的数据,保存在以年-月-日格式命名的文件夹里  <时间>文件是以时-分-秒格式命名的

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图22,通道选择

温度和原始数据保存在如下位臵:

…\\Data \\ -<设备信息> \\ <通道名> \\ <日期> \\ <时间>

数据保存在一个* . HDT作为后缀的ASCII文本中。每次数据刷新过来以后,会新建一个以时间为文件名的文件。

11.2报警信息的位臵

报警信息会保存在如下位臵:

… \\Data \\ -<设备信息> \\ Alarm \\ <日期> \\ <时间> 报警时原始数据和温度数据保存位臵:

…\\Data \\ -<设备信息> \\ CHX \\Data_Exception \\ CHX -<日期>- <时间>

11.3最新数据

最新的温度数据,保存在如下文件中:

…\\Data \\ -<设备信息> \\CH1.TXT…CHX.TXT 最新的警报信息是可用的:

…\\Data \\ -<设备信息> \\Record.TXT

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11.4数据保存选项

从主菜单选择配臵数据保存

图23,数据保存

 保存温度数据— 创建数据文件(*.hdt)包含温度数据。  保存原始数据—包含原始曲线的HDT文件  保存报警信息—保存报警信息

用户可以为以上数据指定保存天数,默认为15天。软件会自动从PC机上,将15天以前的数据删除,以节省磁盘空间。

保存天数,由用户需求决定。我们可以通过磁盘空间和每天的数据量大小,来计算最大的保存天数。

计算方法:以一条光通道为例,若测量4km,温度数据和原始数据一起保存成一个文件大小为115-130kB(只保存温度数据的文件大小28.6-32kB;只保存原始数据的文件大小为91.6-96kB)。若此通道每隔15s保存一次数据,且温度数据和原始数据都保存,那么每天此通道数据所占空间为((60/15)*60*24)*120kB/1024= 675MB。若磁盘空间为100GB,系统包含4条光通道,则最大保存天数为100GB*1024/(675MB*4)= 37.9天。

 保存实时温度数据— 创建最新的温度数据文件(参见11.3节)

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 保存实时报警信息— 创建最新的报警信息文件(参见11.3节)

11.5查看历史数据

保存的数据可以在DTSCM中查看。  在主菜单上选择监控查看历史数据。  查找后缀名为HDT的文件打开。

 DTSCM默认安装, DTS1的CH1通道2010年7月1号12点32分14秒出现

报警,查看他的温度数据和原始数据就按

D:\\Blizzard(ECP)\\Blizzard\\bin\\Debug\\Data\\DTS1-设备号\\CH1\\10-07-01\\12-32-14.hdt的路径选择文件。如下图

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12.配臵流程图

打开DTS电源 连接光纤打开激光器 连接网线 PC与DTS是否连接 否 手提电脑?关闭无线网 检查网线是否为交叉网线 Ping命令检查PC机的IP 192.168.0.XXX, 是 读取参数,操作->读取参数 系统是否需要校准 否 是 关闭激光器 连接光纤 设置用户参数? 否 选择通道 点击报警 是 设置报警参数? 设置通道测量时间是否激活 设置光纤破坏报警 否 采集校准数据 点击开始测量 设置报警索引 是 设置报警区域 Pc机监控DTS输出 是否还需要PC机 否 更新 移除PC机 设置通道测量顺序与总周期 点击应用 更新 选择校准参数 调整长度、斜率偏移、增益 选择校准 是 点击用户参数 打开激光器 59

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13.一般问题解决

问题 PC机的软件不能运行 可能原因 处理对策 说明 PC机上没有安装Microsoft .net 安装.net Framework 2.0 或Framework 2.0 或以上版本 以上版本 1. 清理尾纤接头 2. 重新熔接损耗较大点 3. 重理过度弯曲的光纤 检查使用的光纤 温度曲线噪声太大 1. 测温光缆整体损耗大; 2. 熔接点品质低劣 3. 尾纤接头不洁净 典型接头损失0.3dB,接头处损失0.1dB。 温度曲线的斜率不同 使用不同型号的光纤连接在一起 温度曲线在光纤接头处呈现分阶变化 连接器变脏 接头处损失较大 不同的光纤连接在一起 清洁连接器 再次连接光纤 采集数据报错 严重的错误 激光不在可控的温度范围内 通信错误 重启系统 重启系统 如果问题依然存在,请与我们联系。 没有接收到下位机的数据 界面显示通信未连接 开始->运行->cmd;ping 192.168.0.100,确保网络连通 原始数据几乎为零 检查激光器开关是否打开 如果存在用户无法自行解决的问题,请联系波汇科技或本公司的代理商。请提交包含下面四点的问题描述文档给我们。

1. DTS主机编号; 2. 故障的详细描述; 3. 故障发生时的用户配臵;

4. 故障发生时的原始数据文件,在软件的安装文件夹下的Data子文件夹中。

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14.联系

上海波汇通信科技有限公司

地址: 上海市浦东新区张江高科技园区毕升路2弄3号5层 电话: +86.21.51876575 传真: +86.21.33932805 邮编: 201204

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