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分布式光纤测温(DTS)锂电池新能源仓储的温度监测
神科仪购网/SNKOO-eGo / 2022-08-30


随着我国工业的不断发展,锂电池是未来新能源发展的方向之一锂电池在生产的过程中化成和分容后均需要批量的周转与储存,此过程中锂电池尚未生产完成,锂电池的状态不稳定,容易引发电池内部的热量异常集聚,温度升高会使得内部液体受热膨胀,致使电池⿎包穿漏,内部锂元素与空⽓接触发⽣燃烧、爆炸,⼀旦在电池仓库内造成连锁反应,事故的损失将会不可估量。因此在电池的存储以及⽣产过程中对于电池温度的实时监控是⾄关重要事情。⼀套能够实时监控电池的温度并可进⾏预警的系统是⾏业安全⽣产的保障。

传统的仓储监测及管理方案中都是使用消防类的烟感、温感传感设备进行较为粗劣的检测这些设备的劣势在于普通温感传感器在前期温度上升阶段无法获取温度信息,当达到70℃以上时才发出报警信息烟感传感器则在发生烟雾时才发出报警信息,无法达到前期预防火灾发生的目的。这些传感器均为点式设备在整个仓储空间中需要与每个电池货位一一对应方案的实施成本很高

另外还有一些使用无线测温的方案比如433MHzzigbeelora由于需要监测的仓储点位数量众多,产生严重的同频干扰和临频干扰,导致无线监测设备通信不稳定。分时发送的传感点温度数据有很大的延时,无法准确实时监测。

我们提供了一种基于分布式光纤温度传感系统(DTS)的电池仓储温度监测系统方案该方案的底层技术是基于光纤拉曼(Raman)散射现象的温度测量。

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1拉曼散射原理示意图

首先测量主机中的激光器光源发出的光脉冲与光纤分子相互作用,发生散射,散射光有多种类型,如:瑞利(Rayleigh)散射、布里渊(Brillouin)散射和拉曼(Raman)散射等。其中拉曼散射是与光纤分子的热振动相关联的,因而对温度有敏感,可以用来进行温度测量从而得到整条光纤的温度数据

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2分布式光纤温度传感系统的数据测量示意图1

其次由于在光纤中,散射信号是连续的,因此可以通过使用高速信号采集技术测量入射光和拉曼散射光之间的时间间隔,得到拉曼散射光发生的位置,即可确定每一个获取到的温度数据相对应的位置

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3分布式光纤温度传感系统的数据测量示意图2

整套系统中硬件部分包含可集成至机柜的测量主机显示器备用电源以及光纤

软件部分包括温度实时在线监测模块异常温度预警模块历史温度记录及查询模块与其他系统的通信模块

因此我们基于分布式光纤温度监测系统(DTS)的电池仓储温度监测系统方案的优势在于

1光纤作为温度传感器的同时又有信号传递的作用且属于无源器件只需要将光纤安装至电池仓位上方具体安装方式应视不同的案例具体规划)。单根光纤可连续覆盖整排电池仓位根据需要扩展通道数和主机数量即可覆盖所有电池仓位1无遗漏无重复无干扰

2不需要其他额外的配套安装施工方便可行成本相对其他方案大大降低现场不带电无电磁影响

3所有仓位温度实时监测精度高稳定性好当发生异常温度时可快速进行预警并可通过通信模块与其他后续消防设施联动自动处理异常电池

湖北某厂家案例

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4安装现场案例1

 

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 5 电池仓储温度监测系统软件案例图1

 


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