GH∕T 1320-2020 棉花仓库分布式光纤温度监测技术规范.pdf

ICS 65.040.20 B 93 GH 中 华 人 民 共 和 国 供 销 合 作 行 业 标 准 GH/T 13202020 棉花仓库分布式光纤温度监测技术规范 Technical specifications for distributed optical fiber temperature monitoring systerm of cotton warehouse 2020 - 12 - 07 发布 2021 - 03 - 01 实施 中华全国供销合作总社 发 布 GH/T 13202020 I 目 次 前言 .II 引言 . 1 范围 1 2 规范性引用文件1 3 术语和定义1 4 总则2 5 监测设备技术要求2 6 安装与布设要求3 7 设备运行和维护要求4 8 监测方法5 9 监测报告6 10 信息反馈及处理 7 附录A 8 附录B 9 参考文献10 GH/T 13202020 II 前 言 本标准按照 GB/T 1.1-2009给出的规则起草。 本标准由全国棉花加工标准化技术委员会（SAC/TC 407）提出并归口。 本标准起草单位：中国特种设备检测研究院、中国计量大学、上海际华物流有限公司闻喜分公司、安徽寿县银丰棉业有限公司、 中华全国供销合作总社郑州棉麻工程技术设计研究所、 中国安全科学研究院。 本标准主要起草人：丁克勤、董前民、石军辉、张恒军、赵春柳、唐方雄、王剑锋、王志杰、陈晴川、万少安、李孝华、夏丽敏、赵欣然。 GH/T 13202020 III 引 言 为推动我国棉花仓库温度监测技术的发展， 进一步提高棉花仓库温度监测技术水平， 制定本标准 棉花仓库分布式光纤温度监测技术规范 。 分布式光纤温度监测技术以光缆为感温介质， 光作为信号载体，具有本质安全、不易燃易爆、不导电的优点，能实现大空间、高分辨、分布式的温度监测。本标准的制定旨在规范棉花仓库温度监测相关技术， 包括术语和定义、 总则、 监测设备技术要求、 安装与布设要求、设备运行与维护要求、监测方法、监测报告、信息反馈及处理等，实现棉花仓库温度的全面、实时、在线、远程监测及预警，防火减灾，更好地为棉花储备行业服务。 GH/T 13202020 1 棉花仓库分布式光纤温度监测技术规范 1 范围 本标准规定了棉花仓库分布式光纤温度监测的术语和定义、总则、监测设备技术要求、安装与布设要求、设备运行与维护要求、监测方法、监测报告、信息反馈及处理。 本标淮适用于棉花仓库（包括各类棉花储备库、经营库）的分布式光纤温度监测的实施。 2 规范性引用文件 下列文件对于本文件的应用是必不可少的。 凡是注日期的引用文件， 仅所注日期的版本适用于本文件。凡是不注日期的引用文件，其最新版本（包括所有的修改单）适用于本文件。 GB 4943.1-2011 信息技术设备安全 第1部分：通用要求 GB/T 9361-2011 计算机场地安全要求 GB/T 12357.1-2015 通信用多模光纤 第1部分：A1类多模光纤特性 GB 16280-2014 线型感温火灾探测器 YD 5121-2010 通信线路工程验收规范 Q/GDW 758-2012 电力通信光缆安装规范 IEC 61850 变电站通信网络和系统(Communication Networks and Systems in Substations) 3 术语和定义 下列术语和定义适用于本文件。 3.1 棉花仓库分布式光纤温度监测系统 distributed optical fiber temperature monitoring system of cotton warehouse 利用光纤温度传感技术对棉花仓库内空间温度场实时监测的系统。 3.2 感温光缆 optical fiber cable for temperature measurement 对环境温度敏感，并可用于进行对环境温度测量的光缆。 3.3 传输光缆 optical fiber cable for signal transmission 由一定数量的光纤按照一定方式组成缆心， 外层包覆有护套及外护层， 用以实现光信号传输的一种光缆。 3.4 传感系统主机 temperature monitoring device 用于数据采集、解析、处理、控制及预警的由光-电处理单元和计算机终端控制单元等组成的控制箱体。 3.5 GH/T 13202020 2 单通道测量时间 single-channel measurement time 在监测距离内， 测量温度达到温度分辨率要求时， 系统完成一次测量并获取该次测量数据所需的时间。 3.6 空间分辨率 spatial resolution 分布式光纤传感系统在满足温度分辨率条件下感知温度变化的最小距离。 3.7 温度分辨率 resolution of temperature measurement 分布式光纤传感系统能分辨的最小温度变化。 3.8 定位精度 accuracy of positional resolution 空间实体位置信息（通常为坐标）与其真实位置之间的接近程度。 4 总则 4.1 监测目的 4.1.1 获取棉花仓库各点温度和位置信息， 分析其温度随时间变化趋势， 为监测预警和防火减灾提供基础数据。 4.1.2 为棉花仓库的温度监测和灾害防治提供数据支持。 4.2 监测任务 4.2.1 根据监测目的，确定监测内容，选择适宜的监测方法、测量精度要求、仪器设备和监测频率等。 4.2.2 建立监测信息数据库，分析和处理监测数据，形成可视化图表。 4.2.3 根据获得的温度和位置信息，定位温度异常点，及时报警。 4.2.4 研究温度变化特征，分析温度升高的机理和影响因素，评价棉花存储环境的安全性和发展趋势。 5 监测设备技术要求 5.1 温度监测系统构成 5.1.1 监测系统应包括传感系统主机和感温光缆两个部分。 5.1.2 系统框图如图1所示。 图1 温度监测系统框图 温度监测系统传感系统主机感温光缆GH/T 13202020 3 5.2 通用要求 5.2.1 测量温度范围 测量温度应覆盖-40 100 。 5.2.2 温度分辨率 温度分辨率应不大于1 。 5.2.3 空间分辨率 空间分辨率应不大于1 m。 5.2.4 定位精度 定位精度应不大于1 m。 5.2.5 温度报警阈值 温度报警阈值应高于环境温度5 15 。 5.2.6 单通道测量时间 当感温光缆长度在16 km以下，不大于20 s；当感温光缆长度在16 km以上，不大于40 s。 5.3 传感系统主机要求 5.3.1 传感系统主机应符合监测期与监测项目的要求，并具有稳定性、耐久性、兼容性和可扩展性。 5.3.2 传感系统主机应符合GB 4943.1-2011的相关规定。 5.3.3 传感系统主机的通信协议应满足IEC 61850的要求。 5.3.4 系统功能应具有完整的采集、解调、存储、数据处理及控制、通信、预警功能。 5.4 感温光缆基本要求 5.4.1 感温光缆应选用多模光缆，且符合GB/T 12357.1-2015和GB 16280-2014的规定。 5.4.2 感温光缆应满足在-40 100 温度范围内连续稳定测量。 5.4.3 感温光缆远端面应做保护处理，避免激光泄露。 6 安装与布设要求 6.1 安装前的检查 6.1.1 温度监测系统传感安装前应确认如下信息：制造厂名称、地址、产品名称、产品型号、主要技术参数、监测软件使用说明书、安装使用说明书、出厂检验报告、检验合格证。 6.1.2 安装前应检查传感系统主机规格是否有误。 6.1.3 感温光缆安装前应检查光缆是否完好无损，光缆端头是否封闭良好，所附标志、标签内容是否清晰、齐全。 6.1.4 感温光缆安装前应用光时域反射计现场测试光缆长度、衰减损耗等各项指标，测试结果应符合设计规定要求。 6.2 传感系统主机的安装 GH/T 13202020 4 6.2.1 传感系统主机的安装应按照GB/T 9361-2011内各项要求和产品安装使用说明安装在监控室内安全平稳的位置。 6.2.2 传感主机配电应采用专用配电箱(柜)，专用配电箱(柜)应靠近传感主机安装。 6.3 感温光缆的安装与布设 6.3.1 感温光缆总体的安装规范应符合Q/GDW 758-2012相关规定。 6.3.2 感温光缆的布设应符合棉花仓库作业要求，布设及布设完成后不影响棉花仓库的正常作业。 6.3.3 感温光缆布设前,应根据库区场地大小，周围环境、监测需求，设计合理的布设方案。 6.3.4 应根据感温光缆的布设方案， 选取足够长度的感温光缆进行布设。 感温光缆长度应加上布放时的自然弯曲和各种预留长度，如插入孔内弯曲、杆上预留、接头两端预留、水平面弧度增加等。 6.3.5 感温光缆在布设时宜为连续光缆。如果需要连接，应采用光纤熔接的方式进行连接。连接后光缆的单点双向平均熔接损耗应小于0.05 dB。 熔接完毕后应用光时域反射计进行复测， 不合格应重新连接。 6.3.6 感温光缆应由缆盘上方放出并保持松弛弧形。布放速度应均匀，避免光缆过紧或急剧弯曲。光缆布放过程中应无扭转。施工过程中，感温光缆最小弯曲半径应大于感温光缆外径的20倍；施加在光缆上的任一方向的张力都不应超过20% RTS。 6.3.6 感温光缆的起始端与监控室内传感系统主机相连， 在棉花仓库外作为传输通道应加装硬质保护管保护，并采用直埋的方式埋入地下。感温光缆应缓缓导入沟中，不应直接在地上拖拉。 6.3.7 直埋光缆的挖沟应以不塌方为宜，且要求地平，沟直，克服蛇形走向。沟渠底部宽度为30 cm40 cm。沟渠深度应根据当地土质和环境选取，深度应不低于50 cm。 6.3.8 在施工过程中遇到路面压力不是太大的库区道路时， 可采用硬聚乙烯管， 根据需要选择合适的长度，将光缆保护在塑料管中。如遇到路面压力较大的道路，应将塑料管替换成钢管。 6.3.9 感温光缆在仓库内应对建筑主体和棉垛均进行布设监测， 感温光缆布设的最小弯曲半径应大于感温光缆外径的15倍。 6.3.10 对于监测建筑主体的感温光缆在安装时应紧贴仓库内部墙壁布设，相邻布设的感温光缆之间间隔应不大于2 m。 6.3.11 对于监测棉垛的感温光缆的布设应对每个棉垛至少有一根U型感温光缆贴着棉垛下垂进行温度监测。 6.3.12 移动感温光缆的导轨套环材料应为非金属材质的光滑材料。 6.3.13 安装完成后应进行全程测试，测试结果应及时记录并对照是否符合YD 5121-2010的相关规定，作为竣工资料一起移交。 7 设备运行和维护要求 7.1 传感系统主机和感温光缆的运行环境应满足下列规定： a) 传感系统主机运行的环境温度应在0 40 ，感温光缆运行的环境温度应在-40 120 。 b) 环境相对湿度应在3090%RH。 c) 大气压力应在80 kPa110 kPa。 d) 场地安全要求应符合GB/T 9361一2011中B类安全规定。 7.2 棉花仓库分布式光纤温度监测系统的维护应包括以下内容： a) 硬件设施维护，包括传感系统主机各模块测试、校正、标定和供电设施维护，感温光缆的完整性和安装的牢固性。 GH/T 13202020 5 b) 软件的更新与维护，包括参数设置、显示、存储的正确性，系统版本的升级、系统漏洞的修复和增装系统补丁。 8 监测方法 8.1 设备操作要求 8.1.1 每个岗位都应有固定人员，并具有明确的职责和质量责任制。 8.1.2 工作人员都应经过培训，具有应对人身、设备安全及质量等方面的突发事故的能力。 8.1.3 工作人员按电源键开机，传感主机前方绿色指示灯亮起表示正常运行。开机后，软件自动运行进入监测状态。传感系统主机启动后运转5 min 10 min, 确定无异常情况后开始温度监测。棉花仓库温度变化曲线将在显示界面实时显示，若出现温度异常则会发出相应报警并在显示界面进行相应显示。 8.2 报警设置 8.2.1 温度阈值报警：随当地气候、季节的室温相应变化，设置温度报警阈值（高于环境温度5 15 ）。当监测数据超过系统设定温度阈值后，主机温度报警指示灯亮起，发出报警。 8.2.2 差值报警：设置差值报警，当监测到某一位置处持续温升（每小时温升超过10 ）时，主机温度报警指示灯应亮起，发出报警。 8.2.3 定值报警：设置定值报警，当阈值报警和差值报警失效时，监测系统应在温度达到62时报警。 8.2.4 故障报警： 设置故障报警， 在感温光缆某处发生断裂时， 主机故障报警指示灯应亮起， 发出报警。 8.3 监测频率设置 8.3.1 监测频率的确定应综合考虑建筑的类别、周边环境、自然条件等因素。 8.3.2 监测频率应满足系统实时反映当前棉花仓库内待测点温度值及温度变化趋势的要求， 建议每分钟测一次。 8.3.3 当出现下列情况之一时，应提高监测频率： a) 监测温度数据达到报警值。 b) 监测温度数据较大或变化速率较快。 c) 周围环境气候炎热干旱。 d) 有人员频繁施工、进出作业。 e) 新棉入库。 8.4 数据采集和存储设置 8.4.1 数据采集 数据采集应采用自动连续采集方式。 8.4.2 数据存储 系统初始参数存储， 初始系统参数为在第一次开机后由操作人员根据当地当天温度情况， 由标准电子温度计确定真实温度后调整主机内参数，使监测达到真实温度值。存储的系统初始参数应包括：初始温度、感温光缆折射率、测量时间、通道长度等； 测量结果自动存储，包括：系统正常运行期间的测量结果，如实时温度数据表、棉花仓库实时温度曲线图、温度异常点等； a) 校正参考数据存储：获取的系统参数作为校正参考值，如时间、光谱、温度等。 GH/T 13202020 6 b) 存储频率：不同地区可根据当地监测需要选取合适的数据保存周期。 c) 存储的数据可由excel表导出或直接访问本地数据库查询。 9 监测报告 9.1 监测报表 监测报表应为监测系统使用期间棉花仓库温度管理提供真实、可靠、有效的监测数据和结论。 9.2 监测报表内容 a) 监测报表应包括棉花仓库日常温度监测情况记录表、异常温度点温度变化图、报警历史汇总表等。 b) 监测报表应有相应的温度情况描述和处理状况描述及结论。 c) 使用的监测报表表格，见附录A。 9.3监测报表整理及归档 a) 当设备和监测状况平稳正常时，系统自动生成各类报表并归档相应电子材料。 b) 当设备或监测出现异常情况时，应将相应报表打印出纸质材料，人工填写异常出现的原因、处理状况等并由负责人签字并向上级报备。 10 信息反馈及处理 10.1 监测分析人员经培训后应有良好的棉花仓储和灾情防控知识，具有较强的综合分析能力，能通过监测系统给出的各项指标正确识别安全风险，及时给出综合评价或发布预警。 10.2 当棉花仓库监测温度正常，未发生异常报警，则将每日温度监测报表自动整理归档即可。 10.3 当棉花仓库监测温度达到35 时，宜对仓库进行适时通风。 10.4 当显示界面出现温度阈值报警后，说明该区域温度过高。工作人员应根据系统给出的温度异常位置提示立即赶往现场排查风险，采取相应措施，消除火灾隐患。 10.5 当显示界面出现差值报警后，说明该位置温度在短时间内升温迅速，应增加监测频率，进行重点监测。 工作人员应根据系统给出的温度异常位置立即赶往现场检查异常温度区域快速升温原因， 采取相应措施，消除火灾隐患。 10.6 当显示界面出现定值报警后，说明该位置异常温度已达到消防监控中一级灭火温度。工作人员应立即根据温度异常点位置查看，发现火情要立即向当地消防部门报警，并参加扑救灭火工作，同时指定专人保护现场。 10.7 当显示界面出现故障报警后，工作人员应根据显示的故障报警位置检查该位置感温光缆是否出现被棉包挤压或人为破坏发生断裂。被挤压时应整理移开棉包，断裂时应在断点进行熔接，必要时更换感温光缆。 GH/T 13202020 7 附录 A （规范性附录） 日常温度监测情况记录表 A.1 棉花仓库日常温度监测情况记录见表 A.1。 表 A.1 棉花仓库日常温度监测情况记录表 仓库名称： 最高温度() 平均温度() 最低温度() 报警温度() 异常温度报警(次) 光缆故障报警(次) 温度异常位置(m) 光缆故障位置(m) 温度异常报警时间 光缆故障报警时间 处理状态 处理状态 处理时间 处理时间 温度情况描述： 处理状况描述： 结论： 签字： 负责人： 年 月 日 GH/T 13202020 8 附录 B （资料性附录） 棉花仓库感温光缆布设方案 B.1布设方案 棉花仓库感温光缆具体布设情况可参考图 B.1。 图B.1 棉花仓库感温光缆布设图 B.2 应用举例 B.2.1 例如有一棉花仓库需要布设感温光缆，仓库大小为42 m 24 m 9 m，仓库内装有4个棉垛，每个棉垛大小均为18.3 m 10.4 m 8.25 m。 B.2.2 具体实施方案如下： a）在棉花仓库顶棚悬挂四个塑料机械导轨，每个导轨长度均为42 m，各导轨距离顶棚0.5 m,平行导轨之间距离为1.2 m。感温光缆从棉花仓库的某一侧墙底部出发在一侧墙体蛇形布设，如图B.1所示，再环绕仓库沿着内墙壁同理蛇形布设3面墙体，相邻纵向感温光缆的间隔小于2 m。 b） 在第四面墙上先将感温光缆沿墙壁蛇形布设一段距离后再将感温光缆布设至第一个机械导轨上。沿着第一个导轨向对面墙体方向布设，当布设水平位置达到图中4号棉垛中间码位位置处，将光缆垂直下放直至与地面间隔为50 cm时再将光缆向上收回， 感温光缆成U型下垂， 感温光缆收回至机械导轨高度，继续沿导轨向前布设。 GH/T 13202020 9 c） 在感温光缆布设水平位置达到图示2号棉垛中间码位位置处， 将感温光缆垂直下放直至与地面间隔为50 cm时再将光缆向上收回，同样，感温光缆成U型下垂，感温光缆收回至第二个机械导轨高度，继续沿导轨向前布设。达到对侧墙壁后，将光缆由第二个导轨铺设至第三轨道继续前进重复上述操作，直到回到原来的墙壁。 d）最后，将导轨上的感温光缆紧贴墙壁蛇形布设至与第四面墙初始水平位置后如图延伸至感温光缆出仓点，完成感温光缆的布设,感温光缆布设的总长度约为805 m。位于每个棉垛侧面垂下的光缆在棉垛出入库时通过可移动的圆环沿机械导轨向最近墙面移动收起， 将光缆贴墙放置， 方便棉花入库、 出库。 GH/T 13202020 10 参考文献 1GB/T 1526 信息处理 数据流程图、系统流程图、程序网络图和系统资源图的文件编制符号及约定 2GB 3100 国际单位制及其应用 3GB/T 4458.1 机械制图 图样画法 视图 4GB/T 17450 技术制图 图线