分布式光纖溫度系統?原理

分布式光纖溫度傳感系統主要運用兩個測溫原?理;拉曼散射效應和光時域反射技術。根據光纖溫?度傳感系統的測溫原理，其檢測系統由光路模塊連?接傳感光纜,經過光電轉換導入應用軟件，從而實現?對溫度的檢測。?

測溫定位原理?

（1）拉曼散射效應用光纖測溫原理。?當光在光纖中傳播時，激光脈沖與光纖中的分?子和雜質相互碰撞，產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（DTS）的測溫原理為拉曼散射效?應。當光子在光纖中傳播時，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）。斯托克斯光光強與溫度?變化無關，反斯托克斯光光強與溫度變化有關。從?光波導內任意一點的非斯托克斯光的光信號強度與?斯托克斯光的光信號強度的比例中，可以得到該點?的溫度。

檢測系統結構組成?根據拉曼散射測溫技術和光時域反射空間定位?技術原理，分布式光纖傳感系統結構分為4個模塊;?光路模塊、傳感光纜、電路模塊和應用軟件。?光路模塊是系統的核心結構，其中?半導體激光器產生有效激光脈沖，通過分光光路耦?合,到達感溫光纖，沿著感溫光纖向被測區域傳播。?激光在光纜傳播過程中，發生了拉曼散射現象，產生?斯托克斯光和非斯托克斯光，沿著感溫光纖向后繼?續傳播，再次經過分光光路進入到光學濾波器。光?學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。探測器吸收?提取的斯托克斯光和非斯托克斯光，光電轉換器將?光信號轉換成電信號的。電路模塊將接受到的電信?號進行處理后，經過雙路高速放大器,信號被高速數?據采集系統采集，轉換為數字信號，將溫度和定位信?息傳入主機，再將火災和故障傳到火災報警控制器,?實現報警功能。

 

（1） 沿線分布連續測溫。?分布式光纖感溫系統傳感器隨光纜沿線分布，?此特點決定了分布式光纖感溫技術適應于長隧道任?意溫度點報警，其測量數據大，定位精度高，實時監?測各個回路以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。

?（2） 系統穩定測量準確。?基于光學測溫原理使得分布式光纖感溫系統，?不受電磁干擾、無明火隱患，與其他技術相比有著明?顯的優勢，分布式光纖感溫技術在高速公路隧道易?燃易爆的測量環境中能夠保持性能穩定。激光器每?秒發射上萬次有效激光脈沖，將測量的溫度計算平?均值輸出至系統，很大程度上縮小了誤差，預報警后?再經由人工確定，核實報警，有效減少誤報,使系統?測量準確。?

（3） 技術先進。?近年來，境外很多發達國家（地區）已經將分布?式光纖感溫系統替代了點火災探測器和傳統線性定?溫火災探測器，技術發展已經趨于成熟。將分布式?光纖感溫系統應用到公路隧道監控系統中，不僅不?影響隧道綜合監控系統數據應急方案的穩定性，還?可實現分布式光纖感溫系統與其他機電系統的聯動。

光纖感溫系統和傳統感溫系統比較?應用于隧道火災的探測器分為點型探測器和線?分布式光纖感溫系統

主要特點

?分布式光纖相對于傳統的點型溫度傳感器具有?顯著的優勢，更加適應于隧道火災惡劣的監測環境,?越來越廣泛地應用于目前的隧道火災監測中型探測器兩種。?

（1）點型探測器主要有雙波長或三波長火焰自?動探測器，其原理是通過對明火明光的特定波長和?頻譜范圍的探測，系統設置2個或3個傳感器用于?接收不同的波段,識別火焰燃燒的光譜和頻率，實現對火災的探測。點型探測器反應速度快，但很容易?受到火災的煙霧和明火的干擾，以及火源被物體遮?擋而引起的漏報或誤報。點型探測器不能實現對隧?道內溫度的連續測量，無法監測到隧道內完整的溫?度分布情況。傳感器容易變臟,導致檢測精度降低，?影響系統正常運行。?

（2）線型火災探測器主要包括；空氣管溫差探測?器、感溫電纜、熱敏合金線差溫探測器、光纖感溫探?測器。空氣管溫差探測器和感溫電纜是早期采用的?探測器，由于其探測可靠性低、系統不穩定，無法滿?足目前隧道的檢測需求，已經被市場淘汰。熱敏合?金線差溫探測器容易受到電磁波干擾，誤報發生頻?率高,也無法實現公路中長、特長隧道的監測。

分布?式光纖感溫系統是線型火災探測器中的一種,相對于?點型探測器和傳統線型探測器，分布式光纖感溫系?統能夠準確測定火災發生的位置、火災溫度，靈敏度?高，性能穩定,抗干擾能力強，且實現長距離監測。?

分布式光纖感溫系統與傳統感溫系統對比

隧道火災監控系統的設計?

由于隧道火災撲救困難、損失嚴重，設置隧道?火災監控預警消防系統具有十分重要的意義。

公司自主研發了一套以視頻?火災探測器輔助分布式光纖火災探測器，加上消防?聯動控制的完整隧道火災監控預警消防系統。

視頻監控系統?視頻監控系統用于隧道發生火災時對事件進行?復核和確認，提供一些額外的信息。視頻監控系統?包括前段系統、傳輸系統、控制系統和顯示系統。對?監測到的圖像信號有著分配、儲存和還原等功能。?在探測到光纖傳感器傳來的報警信號時，可以通過?監視器更清晰迅速地獲得火災現場的具體情況（起?火點的位置、火災及煙霧蔓延的方向和速度、隧道內?人員情況），有利于視頻監控人員迅速判斷，有效控?制火情的發展，為火災的消防和救援提供方便。

消防聯動系統?消防聯動系統是對隧道火災的發生做出應急處?理，由通風控制系統、照明控制系統、廣播系統、緊急?電話系統4大系統組成。通風控制系統可以有效控?制隧道內的風速、風向、一氧化碳濃度與煙霧濃度，?照明控制系統用于減少隧道洞內與外界之間亮度差?異過大引起的視覺問題。廣播系統用于隧道發生異?常時，向洞內人員發布消息和及時對洞外車輛及人?員的疏通。緊急電話系統用于火災發生時，隧道內?車輛駕駛人員能及時直接向外界求救。