CN201698553U - 基于分布式光纤温度传感器的隧道火灾检测报警系统 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了一种基于分布式光纤温度传感器的隧道火灾检测报警系统，其结构特点：光纤火灾探测系统以DTS系统为主体，光纤传感器沿隧道顶部连续敷设光纤主机DTS放置在隧道控制管理室内，系统控制单元与光纤连接，该控制单元包括一个能产生激光脉冲的激光源和一个能通过分析后向散射光信号来确定光纤温度分布信息的专门跟踪系统控制单元上具备一个串行通讯接口，通过通讯和专用协议连接到监控工作站，在工作站上可实时显示沿线感温光缆所检测到的温度分布，监控工作站可以和远端的电脑相连，并由远端电脑控制，形成远程监测系统。本实用新型的有益效果为：由于光纤非常细小，加之柔软轻量，使得安装施工较简便。
Description
技术领域：
本实用新型涉及隧道火灾检测报警系统，特别是一种基于分布成光纤温度传感器的隧道火灾检测报警系统。
背景技术：
光纤传感技术是伴随着光导纤维及光通讯技术的发展而逐步形成的，是20世纪70年代末发展起来的一门崭新的技术。所谓光纤传感器就是通过被测量对光纤内传输的光进行调制，使传输光的强度(振幅)、相位、频率或偏振态等特性发生变化，再通过对被调制过的光信号进行检测，从而得出被测量的一种新型传感器。目前的光纤传感器可以测量温度、压力、变形、振动、流量、放电等，广泛应用于现代工业的监测、控制和保护系统中。
实用新型内容：
本实用新型所要解决的问题是提供一种基于分布成光纤温度传感器的隧道火灾检测报警系统。
本实用新型的主要技术特点在于光纤火灾探测系统以DTS系统为主体，光纤传感器沿隧道顶部连续敷设光纤主机DTS放置在隧道控制管理室内，系统控制单元与光纤连接，该控制单元包括一个能产生激光脉冲的激光源和一个能通过分析反向散射光信号来确定光纤温度分布信息的专门跟踪系统控制单元上具备一个串行通讯接口，通过通讯和专用协议连接到监控工作站，在工作站上可实时显示沿线感温光缆所检测到的温度分布，监控工作站可以和远端的电脑相连，并由远端电脑控制，形成远程监测系统。
本实用新型的主要技术特点还在于在光纤外表涂上不同材料，如丙烯酸盐、丙烯酸酯、聚合物涂层。
本实用新型的主要技术特点同时在于用于隧道火灾探测的光纤探测器采用外涂丙烯酸酯光纤装在壁厚0.5mm的不锈钢管内构成。
本实用新型的有益效果是：
1)由于光纤本身就是传感器，光纤放在哪里就能检测到那里的温度，测量到的温度数据是不间断、多点的连续分布。
2)由于光纤是用石英材料所造，是绝缘材料，故此不会象金属导线那样受电磁或电场的干扰，也不存在高压绝缘破坏的问题。
3)光纤本身就是光传播的媒体，可以同时将传感的温度信号传送到光纤的端部，这就使得光纤不象其它系统那样需要把信号通过别的金属导线来传输，光纤传感器测温的这一即传感又传播的特点，使得整个系统变得非常简单。
4)由于光纤非常细小，加之柔软轻量，使得安装施工较简便。在其它场合如要求测量物体的表面温度，则只需用胶布将光纤粘贴固定在物体表面即可。在测量空间温度时，只需要挂在被测空间的顶部。由于光纤属于玻璃质，故不会受到酸碱腐蚀，光纤的维护保养工作可减轻。
附图说明：
附图1为本实用新型的分布式光纤检测系统安装示意图
附图2为本实用新型的DTS报警系统组成图
具体实施方式：
分布式光纤温度传感器定位的原理是采用光时域反射的原理(OTDR)。假设脉冲激光器在t0时刻注入光纤的光脉冲在光纤中两个位置发生拉曼散射(图3.7-a)，然后在注入端用光电探测器测量，就会在不同的时刻(t1，t2)测到这两个散射回来的脉冲(图3.7-b)，然后根据公式(3.3)即可以获得散射的位置L1，L2(图3.7-c)，其中c是光速，t是测得该脉冲的时间。
L＝ct/2 (3.2)
在拉曼散射测温和光时域反射的原理(OTDR)定位原理基础上，分布式温度传感系统通过计算出激光发射后获得反射脉冲的时间和测量反射光脉冲强度，可以确定每一个测量点的温度和位置。系统通过对温度信息和位置信息的分析，在监控器上产生一条实时曲线图，当隧道内发生火灾时，实时曲线图上在火灾对应点反映出跃变，当这个跃变点的变化速度或绝对温度超过预定的门限值时，计算机监控器便发出报警信号。
光纤火灾探测系统以DTS系统为主体，光纤传感器沿隧道顶部连续敷设，光纤主机DTS放置在隧道控制管理室内。DTS系统控制单元能与不同长度的光纤相连。该控制单元包括一个能产生激光脉冲的激光源，和一个能通过分析后向散射光信号来确定光纤温度分布信息的专门跟踪系统。控制单元上具备一个串行通讯接口，通过通讯和专用协议连接到监控工作站，在工作站上可实时显示沿线感温光缆所检测到的温度分布。当温度实时曲线上温度跃变超过系统的设置值时，监控工作站就发出报警信号。监控工作站可以和远端的电脑相连，并由远端电脑控制，形成远程监测系统。一般情况下，光纤火灾报警系统和手动按钮报警系统结合配套设置，采用各自的报警主机完成报警布防功能。DTS系统采用50/125微米或62.5/125微米标准的传输通讯用多模光纤作为传感器，该光纤本身适用的温度范围就很广，可达到-50℃～300℃，而在光纤外表面涂上不同材料，如丙烯酸盐、丙烯酸酯、聚合物涂层等。一般用于隧道火灾探测的光纤探测器采用外涂丙烯酸酯光纤装在壁厚0.5mm的不锈钢管内构成，其工作温度环境范围能扩大到-190℃～460℃。因此可以胜任大多数隧道工作环境。
Claims (3)
1.基于分布式光纤温度传感器的隧道火灾检测报警系统，其特征在于：光纤火灾探测系统以DTS系统为主体，光纤传感器沿隧道顶部连续敷设光纤主机DTS放置在隧道控制管理室内，系统控制单元与光纤连接，该控制单元包括一个能产生激光脉冲的激光源和一个能通过分析后向散射光信号来确定光纤温度分布信息的专门跟踪系统控制单元上具备一个串行通讯接口，通过通讯和专用协议连接到监控工作站，在工作站上可实时显示沿线感温光缆所检测到的温度分布，监控工作站可以和远端的电脑相连，并由远端电脑控制，形成远程监测系统。
2.根据权利要求书1所述的一种基于分布式光纤温度传感器的隧道火灾检测报警系统，其特征在于：在光纤外表涂上丙烯酸盐、丙烯酸酯、聚合物涂层。
3.根据权利要求书1所述的一种基于分布式光纤温度传感器的隧道火灾检测报警系统，其特征在于：用于隧道火灾探测的光纤探测器采用外涂丙烯酸酯光纤装在壁厚0.5mm的不锈钢管内构成。
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