溫度測(cè)定系統(tǒng)以及異常檢測(cè)方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及溫度測(cè)定系統(tǒng)以及異常檢測(cè)方法。
【背景技術(shù)】
[0002] 在如化工廠、煉油廠以及火力發(fā)電站等那樣處理大量的可燃物、爆炸物或者危險(xiǎn) 物的設(shè)施中，盡早檢測(cè)配管、罐等的腐蝕、變薄來(lái)預(yù)先防止重大事故是很重要的。
[0003] 為此，有時(shí)采用將光纖用作溫度傳感器的溫度分布測(cè)定裝置（Distributed TemperatureSensor:DTS，分部式溫度傳感器）。
[0004] 例如，在配管、罐的周圍敷設(shè)光纖，并將光纖的端部與溫度分布測(cè)定裝置連接。而 且，從溫度分布測(cè)定裝置向光纖內(nèi)照射激光，利用溫度分布測(cè)定裝置檢測(cè)在光纖內(nèi)產(chǎn)生的 拉曼散射光來(lái)取得配管、罐等的溫度，并根據(jù)其結(jié)果來(lái)判斷異常的有無(wú)。
[0005] 由于在化工廠、煉油廠以及火力發(fā)電站等設(shè)施中，異常檢測(cè)的耽擱與重大事故相 關(guān)，所以期望能夠在盡早的階段檢測(cè)出發(fā)生異常的系統(tǒng)。
[0006] 專利文獻(xiàn)1 :國(guó)際公開(kāi)第2010/125712號(hào)

【發(fā)明內(nèi)容】

[0007] 本發(fā)明的目的在于，提供一種能夠在初始階段檢測(cè)出在化工廠、煉油廠以及火力 發(fā)電站等設(shè)施中發(fā)生的異常的溫度測(cè)定系統(tǒng)以及異常檢測(cè)方法。
[0008] 根據(jù)公開(kāi)的技術(shù)的一個(gè)觀點(diǎn)，提供一種溫度測(cè)定系統(tǒng)，該溫度測(cè)定系統(tǒng)具有：光 纖；溫度分布測(cè)定裝置，向上述光纖射入光并檢測(cè)后方散射光，根據(jù)其檢測(cè)結(jié)果來(lái)取得沿上 述光纖的長(zhǎng)度方向的溫度分布；數(shù)據(jù)處理裝置，存儲(chǔ)由上述溫度分布測(cè)定裝置取得的溫度 分布，并且針對(duì)運(yùn)算當(dāng)前時(shí)刻的溫度分布和過(guò)去的溫度分布的差值而得到的差值溫度分布 實(shí)施信號(hào)處理，根據(jù)其結(jié)果來(lái)判斷異常的有無(wú)。
[0009] 根據(jù)公開(kāi)的技術(shù)的另一個(gè)觀點(diǎn)，提供一種異常檢測(cè)方法，具有：通過(guò)溫度分布測(cè)定 裝置向光纖的一端側(cè)射入光并取得后方散射光的工序；通過(guò)數(shù)據(jù)處理裝置存儲(chǔ)上述強(qiáng)度分 布，并且針對(duì)運(yùn)算當(dāng)前時(shí)刻的溫度分布和過(guò)去的溫度分布的差值而得到的差值溫度分布實(shí) 施信號(hào)處理，根據(jù)其結(jié)果來(lái)判斷異常的有無(wú)的工序。
[0010] 根據(jù)上述一個(gè)觀點(diǎn)涉及的溫度測(cè)定系統(tǒng)以及異常檢測(cè)方法，能夠在初始階段檢測(cè) 在化工廠、煉油廠以及火力發(fā)電站等設(shè)施中發(fā)生的異常。
【附圖說(shuō)明】
[0011] 圖1是表示數(shù)據(jù)中心的計(jì)算機(jī)室的構(gòu)造的示意圖。
[0012] 圖2是對(duì)使用了光纖的溫度測(cè)定系統(tǒng)進(jìn)行說(shuō)明的圖。
[0013] 圖3是表示在溫度約為23°C的環(huán)境中配置光纖，并將5m的位置作為中心的一定的 區(qū)間加熱至55°C時(shí)，利用溫度分布測(cè)定裝置取得的溫度分布的圖。
[0014] 圖4是表示傳遞函數(shù)的一個(gè)例子的圖。
[0015] 圖5是表示圖4的傳遞函數(shù)的反函數(shù)的圖。
[0016] 圖6是在三臺(tái)機(jī)架上敷設(shè)光纖，并通過(guò)溫度分布測(cè)定裝置測(cè)定了光纖的長(zhǎng)度方向 的溫度分布的結(jié)果的圖。
[0017] 圖7是表示溫度分布測(cè)定方法的流程圖。
[0018] 圖8是表示通過(guò)溫度分布測(cè)定裝置取得的溫度分布的圖。
[0019] 圖9是表示求取傳遞函數(shù)的各分量時(shí)使用的步進(jìn)式（step)實(shí)際溫度分布以及與 其對(duì)應(yīng)的測(cè)定溫度分布的圖。
[0020] 圖10是表示超分辨率信號(hào)處理的效果的圖（其一）。
[0021] 圖11是表示超分辨率信號(hào)處理的效果的圖（其二）。
[0022] 圖12是表示超分辨率信號(hào)處理的效果的圖（其三）。
[0023] 圖13是表示在溫度為25°C的環(huán)境下將光纖的一定的區(qū)間加熱至55°C時(shí)，利用溫 度分布測(cè)定裝置取得的溫度分布的圖。
[0024] 圖14是表示測(cè)定了室內(nèi)的溫度分布的結(jié)果的圖。
[0025] 圖15是表示實(shí)施方式所涉及的溫度測(cè)定系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)的框圖。
[0026] 圖16是對(duì)使用了實(shí)施方式所涉及的溫度測(cè)定系統(tǒng)的異常檢測(cè)方法進(jìn)行說(shuō)明的流 程圖。
[0027] 圖17是表示當(dāng)前溫度分布、過(guò)去溫度分布以及差值溫度分布的圖。
[0028] 圖18是表示異常發(fā)生之前的差值溫度分布、對(duì)該差值溫度分布進(jìn)行微分而得到 的微分溫度分布、以及使FIR濾波發(fā)揮作用而得到的溫度分布的圖。
[0029] 圖19是表示異常發(fā)生時(shí)的差值溫度分布、對(duì)該差值溫度分布進(jìn)行微分而得到的 微分溫度差分布、和使FIR濾波發(fā)揮作用而得到的溫度差分布的圖。
[0030] 圖20是表示將異常區(qū)域A設(shè)為有限測(cè)定溫度分布區(qū)域，并作為非負(fù)約束進(jìn)行了超 分辨率信號(hào)處理的結(jié)果的圖。
[0031] 圖21是表示當(dāng)前溫度分布、過(guò)去溫度分布以及差值溫度分布的圖。
[0032] 圖22是一并表示差值溫度分布、對(duì)差值溫度分布進(jìn)行微分而得到的微分溫度分 布、使FIR濾波作用于差值溫度分布的結(jié)果、以及使FIR濾波作用于微分溫度分布的結(jié)果的 圖。
[0033] 圖23是表示差值溫度分布和對(duì)該差值溫度分布進(jìn)行了超分辨率信號(hào)處理的結(jié)果 的圖。
[0034] 圖24是表不可利用性一的圖（其一）。
[0035] 圖25是表不可利用性一的圖（其二）。
[0036] 圖26是表示可利用性二的圖。
[0037] 圖27是表不可利用性二的圖。
【具體實(shí)施方式】
[0038] 以下，作為用于理解實(shí)施方式的預(yù)備事項(xiàng)，以數(shù)據(jù)中心內(nèi)的溫度分布測(cè)定為例，對(duì) 將光纖作為傳感器的溫度測(cè)定系統(tǒng)中的超分辨率信號(hào)處理進(jìn)行說(shuō)明。
[0039](預(yù)備事項(xiàng)）
[0040] 圖1是表示數(shù)據(jù)中心的計(jì)算機(jī)室的構(gòu)造的示意圖。如該圖1所示，在一般的數(shù)據(jù) 中心中，計(jì)算機(jī)室的室內(nèi)被分離成設(shè)備設(shè)置區(qū)域10、以及設(shè)置在設(shè)備設(shè)置區(qū)域10的地板下 的活動(dòng)地板（freeaccessfloor)(地板下空間）。
[0041] 在設(shè)備設(shè)置區(qū)域10配置有收納了多個(gè)計(jì)算機(jī)（服務(wù)器）的多個(gè)機(jī)架11。在一般 的機(jī)架11中，通過(guò)設(shè)置在機(jī)架11內(nèi)的送風(fēng)風(fēng)扇從機(jī)架11的前面（進(jìn)氣面）側(cè)導(dǎo)入低溫的 空氣來(lái)冷卻計(jì)算機(jī)，并將溫度因此上升的空氣從背面或者上面（排氣面）排出。
[0042] 與各機(jī)架11連接的電力線纜、通信線纜等各種線纜16以收納于線纜管道17的狀 態(tài)下被配置于活動(dòng)地板15。另外，從空調(diào)機(jī)19向活動(dòng)地板15供給被調(diào)整成一定溫度的冷 風(fēng)。由空調(diào)機(jī)19供給至活動(dòng)地板15的冷風(fēng)從設(shè)置于設(shè)備設(shè)置區(qū)域10的地板12的通風(fēng)口 (格柵）12a被供給至設(shè)備設(shè)置區(qū)域10內(nèi)，從機(jī)架11的前面?zhèn)却等氲綑C(jī)架11內(nèi)。
[0043] 在這種數(shù)據(jù)中心中，為了將空調(diào)機(jī)11的運(yùn)轉(zhuǎn)狀態(tài)最佳化來(lái)削減電力消耗量，期望 對(duì)各機(jī)架11的溫度分布進(jìn)行測(cè)定。
[0044] 圖2是對(duì)使用了光纖的溫度測(cè)定系統(tǒng)進(jìn)行說(shuō)明的圖。
[0045] 光纖24的端部與溫度分布測(cè)定裝置（DTS) 20連接。該光纖24在活動(dòng)地板15內(nèi) 穿過(guò)，并被從活動(dòng)地板15引出至設(shè)備設(shè)置區(qū)域10而敷設(shè)于各機(jī)架11。
[0046] 在活動(dòng)地板15中按每個(gè)機(jī)架11設(shè)置有卷繞了一定長(zhǎng)度以上的光纖24的卷繞部 24x、24y，這些卷繞部24x、24y間的光纖24被引出到設(shè)備設(shè)置區(qū)域10。
[0047] 引出到機(jī)架11內(nèi)的光纖24被敷設(shè)成往路和回路至少一部分重疊。另外，在往路 和回路的折回點(diǎn)設(shè)置有卷繞了一定長(zhǎng)度以上的光纖24的卷繞部24z。
[0048] 溫度分布裝置20以一定的周期向光纖24輸出規(guī)定的脈沖寬度的激光。而且，溫 度分布測(cè)定裝置20檢測(cè)在光纖24內(nèi)產(chǎn)生的拉曼