光纖火災(zāi)報(bào)警感溫系統(tǒng)
分布式光纖溫度系統(tǒng)?原理
分布式光纖溫度傳感系統(tǒng)主要運(yùn)用兩個(gè)測(cè)溫原?理;拉曼散射效應(yīng)和光時(shí)域反射技術(shù)。根據(jù)光纖溫?度傳感系統(tǒng)的測(cè)溫原理,其檢測(cè)系統(tǒng)由光路模塊連?接傳感光纜,經(jīng)過光電轉(zhuǎn)換導(dǎo)入應(yīng)用軟件,從而實(shí)現(xiàn)?對(duì)溫度的檢測(cè)。?
測(cè)溫定位原理?
(1)拉曼散射效應(yīng)用光纖測(cè)溫原理。?當(dāng)光在光纖中傳播時(shí),激光脈沖與光纖中的分?子和雜質(zhì)相互碰撞,產(chǎn)生各種類型的反射光,例如;?布里淵散射、瑞利散射、米氏散射和拉曼散射等。分?布式光纖傳感系統(tǒng)(DTS)的測(cè)溫原理為拉曼散射效?應(yīng)。當(dāng)光子在光纖中傳播時(shí),光子與光纖中的分子?相互作用,分出兩種光;斯托克斯光(Stokes)和反斯?托克斯光(Anti-Stokes)。斯托克斯光光強(qiáng)與溫度?變化無關(guān),反斯托克斯光光強(qiáng)與溫度變化有關(guān)。從?光波導(dǎo)內(nèi)任意一點(diǎn)的非斯托克斯光的光信號(hào)強(qiáng)度與?斯托克斯光的光信號(hào)強(qiáng)度的比例中,可以得到該點(diǎn)?的溫度。
檢測(cè)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)組成?根據(jù)拉曼散射測(cè)溫技術(shù)和光時(shí)域反射空間定位?技術(shù)原理,分布式光纖傳感系統(tǒng)結(jié)構(gòu)分為4個(gè)模塊;?光路模塊、傳感光纜、電路模塊和應(yīng)用軟件。?光路模塊是系統(tǒng)的核心結(jié)構(gòu),其中?半導(dǎo)體激光器產(chǎn)生有效激光脈沖,通過分光光路耦?合,到達(dá)感溫光纖,沿著感溫光纖向被測(cè)區(qū)域傳播。?激光在光纜傳播過程中,發(fā)生了拉曼散射現(xiàn)象,產(chǎn)生?斯托克斯光和非斯托克斯光,沿著感溫光纖向后繼?續(xù)傳播,再次經(jīng)過分光光路進(jìn)入到光學(xué)濾波器。光?學(xué)濾波器將其他干擾光過濾掉,剰下斯托克斯光和?非斯托克斯光,并將兩種光分別提取。探測(cè)器吸收?提取的斯托克斯光和非斯托克斯光,光電轉(zhuǎn)換器將?光信號(hào)轉(zhuǎn)換成電信號(hào)的。電路模塊將接受到的電信?號(hào)進(jìn)行處理后,經(jīng)過雙路高速放大器,信號(hào)被高速數(shù)?據(jù)采集系統(tǒng)采集,轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號(hào),將溫度和定位信?息傳入主機(jī),再將火災(zāi)和故障傳到火災(zāi)報(bào)警控制器,?實(shí)現(xiàn)報(bào)警功能。
(1) 沿線分布連續(xù)測(cè)溫。?分布式光纖感溫系統(tǒng)傳感器隨光纜沿線分布,?此特點(diǎn)決定了分布式光纖感溫技術(shù)適應(yīng)于長(zhǎng)隧道任?意溫度點(diǎn)報(bào)警,其測(cè)量數(shù)據(jù)大,定位精度高,實(shí)時(shí)監(jiān)?測(cè)各個(gè)回路以1 m為間隔的傳感器的溫度變化,并?依照隧道需求劃分防火分區(qū)。
?(2) 系統(tǒng)穩(wěn)定測(cè)量準(zhǔn)確。?基于光學(xué)測(cè)溫原理使得分布式光纖感溫系統(tǒng),?不受電磁干擾、無明火隱患,與其他技術(shù)相比有著明?顯的優(yōu)勢(shì),分布式光纖感溫技術(shù)在高速公路隧道易?燃易爆的測(cè)量環(huán)境中能夠保持性能穩(wěn)定。激光器每?秒發(fā)射上萬次有效激光脈沖,將測(cè)量的溫度計(jì)算平?均值輸出至系統(tǒng),很大程度上縮小了誤差,預(yù)報(bào)警后?再經(jīng)由人工確定,核實(shí)報(bào)警,有效減少誤報(bào),使系統(tǒng)?測(cè)量準(zhǔn)確。?
(3) 技術(shù)先進(jìn)。?近年來,境外很多發(fā)達(dá)國家(地區(qū))已經(jīng)將分布?式光纖感溫系統(tǒng)替代了點(diǎn)火災(zāi)探測(cè)器和傳統(tǒng)線性定?溫火災(zāi)探測(cè)器,技術(shù)發(fā)展已經(jīng)趨于成熟。將分布式?光纖感溫系統(tǒng)應(yīng)用到公路隧道監(jiān)控系統(tǒng)中,不僅不?影響隧道綜合監(jiān)控系統(tǒng)數(shù)據(jù)應(yīng)急方案的穩(wěn)定性,還?可實(shí)現(xiàn)分布式光纖感溫系統(tǒng)與其他機(jī)電系統(tǒng)的聯(lián)動(dòng)。
光纖感溫系統(tǒng)和傳統(tǒng)感溫系統(tǒng)比較?應(yīng)用于隧道火災(zāi)的探測(cè)器分為點(diǎn)型探測(cè)器和線?分布式光纖感溫系統(tǒng)
主要特點(diǎn)
?分布式光纖相對(duì)于傳統(tǒng)的點(diǎn)型溫度傳感器具有?顯著的優(yōu)勢(shì),更加適應(yīng)于隧道火災(zāi)惡劣的監(jiān)測(cè)環(huán)境,?越來越廣泛地應(yīng)用于目前的隧道火災(zāi)監(jiān)測(cè)中型探測(cè)器兩種。?
(1)點(diǎn)型探測(cè)器主要有雙波長(zhǎng)或三波長(zhǎng)火焰自?動(dòng)探測(cè)器,其原理是通過對(duì)明火明光的特定波長(zhǎng)和?頻譜范圍的探測(cè),系統(tǒng)設(shè)置2個(gè)或3個(gè)傳感器用于?接收不同的波段,識(shí)別火焰燃燒的光譜和頻率,實(shí)現(xiàn)對(duì)火災(zāi)的探測(cè)。點(diǎn)型探測(cè)器反應(yīng)速度快,但很容易?受到火災(zāi)的煙霧和明火的干擾,以及火源被物體遮?擋而引起的漏報(bào)或誤報(bào)。點(diǎn)型探測(cè)器不能實(shí)現(xiàn)對(duì)隧?道內(nèi)溫度的連續(xù)測(cè)量,無法監(jiān)測(cè)到隧道內(nèi)完整的溫?度分布情況。傳感器容易變臟,導(dǎo)致檢測(cè)精度降低,?影響系統(tǒng)正常運(yùn)行。?
(2)線型火災(zāi)探測(cè)器主要包括;空氣管溫差探測(cè)?器、感溫電纜、熱敏合金線差溫探測(cè)器、光纖感溫探?測(cè)器??諝夤軠夭钐綔y(cè)器和感溫電纜是早期采用的?探測(cè)器,由于其探測(cè)可靠性低、系統(tǒng)不穩(wěn)定,無法滿?足目前隧道的檢測(cè)需求,已經(jīng)被市場(chǎng)淘汰。熱敏合?金線差溫探測(cè)器容易受到電磁波干擾,誤報(bào)發(fā)生頻?率高,也無法實(shí)現(xiàn)公路中長(zhǎng)、特長(zhǎng)隧道的監(jiān)測(cè)。
分布?式光纖感溫系統(tǒng)是線型火災(zāi)探測(cè)器中的一種,相對(duì)于?點(diǎn)型探測(cè)器和傳統(tǒng)線型探測(cè)器,分布式光纖感溫系?統(tǒng)能夠準(zhǔn)確測(cè)定火災(zāi)發(fā)生的位置、火災(zāi)溫度,靈敏度?高,性能穩(wěn)定,抗干擾能力強(qiáng),且實(shí)現(xiàn)長(zhǎng)距離監(jiān)測(cè)。?
分布式光纖感溫系統(tǒng)與傳統(tǒng)感溫系統(tǒng)對(duì)比
隧道火災(zāi)監(jiān)控系統(tǒng)的設(shè)計(jì)?
由于隧道火災(zāi)撲救困難、損失嚴(yán)重,設(shè)置隧道?火災(zāi)監(jiān)控預(yù)警消防系統(tǒng)具有十分重要的意義。
公司自主研發(fā)了一套以視頻?火災(zāi)探測(cè)器輔助分布式光纖火災(zāi)探測(cè)器,加上消防?聯(lián)動(dòng)控制的完整隧道火災(zāi)監(jiān)控預(yù)警消防系統(tǒng)。
視頻監(jiān)控系統(tǒng)?視頻監(jiān)控系統(tǒng)用于隧道發(fā)生火災(zāi)時(shí)對(duì)事件進(jìn)行?復(fù)核和確認(rèn),提供一些額外的信息。視頻監(jiān)控系統(tǒng)?包括前段系統(tǒng)、傳輸系統(tǒng)、控制系統(tǒng)和顯示系統(tǒng)。對(duì)?監(jiān)測(cè)到的圖像信號(hào)有著分配、儲(chǔ)存和還原等功能。?在探測(cè)到光纖傳感器傳來的報(bào)警信號(hào)時(shí),可以通過?監(jiān)視器更清晰迅速地獲得火災(zāi)現(xiàn)場(chǎng)的具體情況(起?火點(diǎn)的位置、火災(zāi)及煙霧蔓延的方向和速度、隧道內(nèi)?人員情況),有利于視頻監(jiān)控人員迅速判斷,有效控?制火情的發(fā)展,為火災(zāi)的消防和救援提供方便。
消防聯(lián)動(dòng)系統(tǒng)?消防聯(lián)動(dòng)系統(tǒng)是對(duì)隧道火災(zāi)的發(fā)生做出應(yīng)急處?理,由通風(fēng)控制系統(tǒng)、照明控制系統(tǒng)、廣播系統(tǒng)、緊急?電話系統(tǒng)4大系統(tǒng)組成。通風(fēng)控制系統(tǒng)可以有效控?制隧道內(nèi)的風(fēng)速、風(fēng)向、一氧化碳濃度與煙霧濃度,?照明控制系統(tǒng)用于減少隧道洞內(nèi)與外界之間亮度差?異過大引起的視覺問題。廣播系統(tǒng)用于隧道發(fā)生異?常時(shí),向洞內(nèi)人員發(fā)布消息和及時(shí)對(duì)洞外車輛及人?員的疏通。緊急電話系統(tǒng)用于火災(zāi)發(fā)生時(shí),隧道內(nèi)?車輛駕駛?cè)藛T能及時(shí)直接向外界求救。