CN101753206B - 光纤光栅传感监控系统双机热备份系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种光纤光栅传感监控系统双机热备份系统，其计算机接口通过数据传输线与光纤光栅信号调解处理机连接，上述光纤光栅信号调解处理机仔通过传输光缆与光纤光栅探头连接，所述计算机的数据接口并联有两个光纤光栅信号调解处理机，所述两个光纤光栅信号调解处理机内各设有一个多路光电开关，所述两个多路光电开关的传感测量通道通过传输光缆与至少一个光纤光栅探头连接，所述两个多路光电开关形成回路，上述光纤光栅探头卡接在探头夹装卡上。本发明创新性的运用多路光开关这一器件，低成本的解决了光纤光栅传感监控系统双机热备份自动转换问题，是一种使用方便、可靠性高的实现方法。

Description

光纤光栅传感监控系统双机热备份系统

技术领域

本发明属于一种光纤光栅传感监控系统，特别涉及一种光纤光栅传感监控系统双机热备份系统。

背景技术

安全是一切生产问题的重要出发点。无电安全监测技术是本世纪兴起的前沿应用学科，是自动检测的革命性技术。光纤光栅是一种新型全光纤无源器件，与普通传感器相比，具有不可比拟的优点和特点。它本质防爆、无电传感、化学稳定、传输距离远、可用于对外界参量的绝对测量，这种特性在传感器领域中引起了革命，该技术代表了新一代传感技术的发展趋势。其产业已被国内外公认为最具有发展前途的高新技术产业之一，它以技术含量高、经济效益好、渗透能力强、市场前景广等特点为世人所瞩目。

但光纤光栅这种新型全光纤无源传感器件由光纤特殊制作而成，链路中、解调中各光器件之间均由光纤连接，在应用中显得比较脆弱，易损坏和折断，在大规模工程应用中不可避免的存在薄弱环节，在目前阶段还没有完全可靠的记录，为了保证系统的可靠性、可用性、可维护性，大多采用冗余措施，例如：双环路铺设、单通道解调、双机热备、冷备等，通常采用配备多台光纤光栅信号解调处理机，一台对应一个通道的使用方法，来解决可靠性问题，这样如果探测点较多时，工程成本就会变得非常高，不易接受。限制了光纤光栅传感监控系统的推广应用。

发明内容

本发明的目的是提供一种能够在一个监测管理通道损坏的情况下，光纤光栅传感监控系统仍然可通过另一条监测通道进行正常工作的光纤光栅传感监控系统双机热备份系统。

为实现上述目的，本发明采用的技术方案是：光纤光栅传感监控系统双机热备份系统，其计算机接口通过数据传输线与光纤光栅信号调解处理机连接，上述光纤光栅信号调解处理机仔通过传输光缆与光纤光栅探头连接，所述计算机的数据接口并联有两个光纤光栅信号调解处理机，所述两个光纤光栅信号调解处理机内各设有一个多路光电开关，所述两个多路光电开关的传感测量通道通过传输光缆与至少一个光纤光栅探头连接，所述两个多路光电开关形成回路，上述光纤光栅探头卡接在探头夹装卡上。

本发明创新性的运用多路光开关这一器件，低成本的解决了光纤光栅传感监控系统双机热备份自动转换问题，是一种使用方便、可靠性高的实现方法。本发明创新性的运用多路光开关这一器件，解决了光纤光栅传感监控系统双机热备份自动转换问题，解决了大规模工程应用中，特别是在一些特殊环境应用中光纤光栅不可返修、不可控的难题。本发明是目前在工程应用中，综合考虑本质安全及可靠性问题诸多方案的最佳选择。解决了当前光纤光栅传感监控系统的薄弱环节。不管从技术的领先性、价格方面还是从安全管理的必要性上，开发、应用和产业化双机热备光纤光栅传感监控系统都具有重要的意义。

该方法是在光纤光栅传感监控系统中，同时使用两台结构完全相同的光纤光栅信号解调处理机，每一台光纤光栅信号解调处理机中加入一块多路光开关器件，进行主备切换，同时光纤光栅探头的两端通过传输光缆分别与两台光纤光栅信号解调处理机相连。

光纤光栅传感监控系统双机热备份系统的原理是：每串光纤光栅探头的两端通过传输光缆分别与两套光纤光栅信号解调处理机的通道相连。运行时两台信号解调处理机中的一台作为主控机处于主控监测状态，承担控制任务在线运行，另一台作为备用机处于上电热备份状态，主控机将光开关切换在传感测量通道，从传感探头的一端接收光波长信号，热备机将光开关切换在热备份通道。两套光纤光栅信号解调处理机互相备份并互相监测对方工作状态；如果主控机出现故障时，则备用机自动将光开关切换到传感测量通道，立即承担主控任务，从传感探头的另一端接收光波长信号，变为主控监测处理机。原主控监测处理机将光开关切换到热备份通道，变为热备份处理机。这样，整个系统不会发生停顿，可靠性大大提高。

光纤光栅传感监控系统的测量原理是:光纤光栅探头可安装于被测物体和材料内部，对渗压、温度、应力、应变、流速、流量等各种物理量进行检测，当由于各种不同的因素导致光纤光栅探头周围环境条件发生变化时，将导致光纤光栅反射或透射谱的波长位移Δλ、相位变化、偏振态变化及强度变化，通过监测这些光谱变化情况，即可获得被测物理量的变化状况.达到检测目的。

双机热备切换的条件：当正在运行的主机出现故障，包括硬件故障、软件故障、程序转飞、通讯锁死、光纤通道链路断开等原因，认定为主控制机故障，执行自动切换，当需要进行维护或其他原因需要进行切换检查时，可进行人工手动切换。

双机热备切换的信息交互：两台光纤光栅信号解调处理机上电后，其主备机控制权依照上电顺序确定，先上电者为主控制机，后上电者为备用机，主控机执行全部控制任务在线运行，从传感探头的一端接收光波长信号，备用机处于上电热备份状态，两套光纤光栅信号解调处理机互相备份并互相监测对方工作状态；如果主控机出现故障时，则备用机自动转换为主控机，立即承担主控任务，从传感探头的另一端接收光波长信号，变为主控机。原主控机自动转换为备用机。切换中的信息交互包括：光开关的切换、待测物理量的当前信息、主控机的工作状态，报警状态、双机切换

本发明的优点是：以往在一些危险场合的参数测量多采用手工测量和电子测量，这里我们采用现场无电测量技术，实现了真正的本质安全。包括：实现了光信号到电信号的转换、实现了光波长信号的解调、实现了预报警监测、实现了现场环境的参数测量。充分体现：本质安全、可靠耐用；该系统创新性的运用光开关这一器件和方法，低成本的解决了光纤光栅传感监控系统双机热备份自动转换问题，也解决了特殊环境应用中光纤光栅传感探头不可返修，不可控的难题；本发明具有结构相对简单、成本低、使用稳定可靠等优点，本发明的有益效果是可以为用户节约成本，充分利用了资源，保证了系统的可靠性要求。

附图说明

图1本发明的结构示意图。

具体实时方式

如图1所示，该光纤光栅传感监控系统双机热备份系统安装在油库内浮顶罐上进行火灾报警双机热备份，该系统的计算机8的数据接口通过数据线并联有两个光纤光栅信号调解处理机6、7，所述两个光纤光栅信号调解处理机6、7内各设有一个多路光电开关4、5，所述两个多路光电开关4、5的传感测量通道9通过传输光缆2与若干个光纤光栅探头1连接，上述若干个光纤光栅探头1形成了光纤光栅探头束，所述两个多路光电开关4、5形成回路，上述光纤光栅探头1卡接在探头夹装卡3上。上述两个多路光电开关4、5上各设有一个双机热备份通道10，运行时两台信号解调处理机中的一台作为主控机处于主控监测状态，承担控制任务在线运行，另一台作为备用机处于热备份状态，主控机将光开关切换在传感测量通道9，从光纤光栅探头1的一端接收光波长信号，热备机将光开关切换在热备份通道10。两套光纤光栅信号解调处理机互相备份并互相监测对方工作状态；如果主控机出现故障时，则备用机自动将光开关切换到传感测量通道9，立即承担主控任务，从光纤光栅探头1的另一端接收光波长信号，变为主控监测处理机。原主控监测处理机将光开关切换到热备份通道10，变为热备份处理机。这样，整个系统不会发生停顿，可靠性大大提高。

Claims (1)

1.光纤光栅传感监控系统双机热备份系统，其计算机接口通过数据传输线与光纤光栅信号调解处理机连接，上述光纤光栅信号调解处理机通过传输光缆与光纤光栅探头连接，其特征在于：所述计算机（8）的数据接口并联有两个光纤光栅信号调解处理机（6）、（7），所述两个光纤光栅信号调解处理机（6）、（7）内各设有一个多路光电开关（4）、（5），所述两个多路光电开关（4）、（5）的传感测量通道（9）通过传输光缆（2）与若干个光纤光栅探头（1）连接，所述若干个光纤光栅探头（1）形成光纤光栅探头束，所述两个多路光电开关（4）、（5）形成回路，上述光纤光栅探头（1）卡接在探头夹装卡（3）上；所述两个多路光电开关（4）、（5）上还各设有一个双机热备份通道（10）；所述光纤光栅探头束的两端通过传输光缆（2）分别与两光纤光栅信号调解处理机（6）、（7）的传感测量通道（9）或双机热备份通道（10）相连；

运行时两光纤光栅信号调解处理机（6）、（7）中的一台作为主控机处于主控监测状态，承担控制任务在线运行，另一台作为备用机处于上电热备份状态，主控机将多路光电开关切换在传感测量通道（9），从光纤光栅探头束的一端接收光波长信号，备用机将多路光电开关切换在双机热备份通道（10）；两光纤光栅信号调解处理机（6）、（7）互相备份并监测对方工作状态；

如果主控机出现故障，则备用机自动将多路光电开关切换到传感测量通道（9），立即承担主控任务，从光纤光栅探头束的另一端接收光波长信号，变为主控机处于主控监测状态；原主控机将多路光电开关切换到双机热备份通道（10），变为备用机处于上电热备份状态。

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