分布式光纤测温技术在隧道火灾和渗漏探测中的应用
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城市快速路隧道火灾检测系统选用摘要火灾检测系统是城市快速路隧道设计中非常重要的一部分。
文章阐述了分布式分布式光纤温度检测、光纤光栅温度检测、三波长火焰检测三种检测系统的工作原理和应用方式,并为上述系统的选择提供依据。
关键词城市隧道火灾检测分布式光纤温度检测光纤光栅温度检测三波长火焰检测1.引言随着经济的快速发展,城市快速路里程数也以惊人的速度在增加。
由于我国地貌复杂,多山脉、丘陵地带,大多数城市依河而建,因此在城市快速路中不可避免要建设大量的穿山、越江隧道。
城市隧道作为一种特殊的建筑结构,空间相对封闭,内部通道狭长,热烟排除出口少,隧道火灾发生后周围升温快,持续时间长,由于隧道内车辆多、车速快、风速大、危险高、扑救难,因此隧道的火灾检测系统的设计应立足于防范于未然、尽快发现、尽早扑救。
2. 常用的隧道火灾检测系统目前城市快速路设计施工中常用的隧道火灾报警系统按检测原理一般分为线型感温检测器和点型感光检测系统两类。
常用的线型感温检测系统主要为分布式光纤感温检测系统和光栅光纤感温检测系统;点型感光火焰检测系统主要包括三波长红外火焰检测系统。
其他类型的火灾报警系统还有视频检测型、环境检测型等。
视频检测型是利用计算机技术从监控系统画面中检测到火焰或者烟雾从而发现火灾,该项技术在国内才起步,本文着重对分布式光纤温度检测系统、光栅光纤感温检测系统和三波长红外火焰检测系统进行介绍和对比。
2.1分布式光纤温度检测系统dts分布式光纤温度检测系统(dts)是一种先进的光纤技术应用于测温的产品,该系统综合了激光技术、光纤传输传感技术、光电技术、微弱信号检测技术、高瞬态数据采集及计算机技术。
系统应用光纤拉曼散射效应和光时域反射(otdr)原理,实现连续空间温度场的温度测量与位置确定。
dts系统由光纤测温主机、感温光缆组成。
主机向光纤发射高能窄带激光脉冲;光脉冲在光纤中传输时会有反射光反射回主机,该反射光中含有光强会随温度变化而变化的反斯托克光和与温度变化无关的斯托克光,两者的比值与温度变化呈函数关系的原理。
隧道火灾监测方案
系统简介
光纤光栅火灾探测器是目前国际上新一代光纤火灾探测器,具有本质安全防爆、抗强电磁干扰、电绝缘性好、防雷击、高精度、重量轻体积小等优点,使用光波分复用技术方便地在一根光纤串中接多个光纤光栅进行隧道温度的准分布式测量。
测量系统也可选用基于拉曼光测量技术的DTS光纤分布式温度测量系统,以单模光纤为温度信号的敏感和测量元件,测量隧道中的温度,测量距离10km,空间分辨率1m,温度分辨率1℃。
光纤火灾探测系统正以点传感技术不可替代的优势越来越受到世界范围内的广泛重视和应用。
方案目标
1、可进行差/定温报警,并与消防控制器联动;
2、每5.5米(也可用户要求距离)精确定位报警,实现如温度列表,温度曲线,报警记录历史记录等功能的数据管理;
3、用户软件可通过界面直观地了解隧道的安全情况,实现如温度列表,温度曲线,报警记录,历史记录等功能的数据管理;
4、光纤温度传感系统的自检和校准,保证系统测量的可靠性和准确性;
5、开放的数据接口和软件架构,易于客户系统集成软件的二次开发。
系统组成
光纤光栅火灾报警系统组成: 分布式光纤火灾报警系统组成:
• TS-WI系统光纤光栅波长分析仪; • T-04光纤光栅温度传感器; • 信号传输光缆;
• 消防报警控制模块;
• 定制化分析软件。
• TS-DTS1000光纤分布式温度测量仪; • 单模感温光缆;
• 消防报警控制模块;
• 定制化分析软件;
系统特点
1、连续分布式/准分布式测温;
2、测量距离远,测点数量多,精度高;
3、本征防雷、防爆,安全可靠;
4、抗强电磁干扰,适用于恶劣环境的应用;
5、安装方便易维护,使用寿命长;。
光纤分布式测温光纤光栅1.引言1.1 概述光纤分布式测温光纤光栅是一种新型的测温技术,采用光纤传感器和光栅技术相结合,能够在光纤上实现实时、连续和分布式的温度监测。
光纤分布式测温技术在工业生产、能源开发、交通运输等领域具有广泛的应用前景。
光纤分布式测温技术通过在光纤上布置一定的光栅结构,实现对光的频率或相位的测量,从而间接测量出光纤所处位置的温度。
相比传统的点式温度传感器,光纤分布式测温技术具有以下优势:首先,光纤分布式测温技术可以实现对大范围区域的温度监测。
传统的点式温度传感器只能在特定的位置进行测量,而光纤分布式测温技术可以在整个光纤传感区域内进行连续的温度监测,从而实现对整个区域的温度分布进行实时监测。
其次,光纤分布式测温技术具有高精度的优势。
光纤传感器的传感元件通常采用光纤光栅,可以对光的频率或相位进行高精度的测量,从而实现对温度的精准测量。
同时,光纤的传输性能良好,不易受到外界干扰,可以保证测温的准确性和稳定性。
此外,光纤分布式测温技术还具有快速响应和实时监测的特点。
由于光纤传感器的测量原理是基于光的传输特性,具有传输速度快的特点,可以实时监测温度变化,对温度异常进行及时响应。
综上所述,光纤分布式测温光纤光栅是一种具有广泛应用前景的测温技术。
它的分布式测温能力、高精度测量、快速响应和实时监测等优势,使其在工业生产、能源开发、交通运输等领域都有很大的潜力。
本文将详细介绍光纤分布式测温光纤光栅的工作原理、应用领域以及发展趋势,并对其未来的发展进行展望。
1.2 文章结构文章结构部分应该包括整篇文章的组成和章节划分的介绍。
以下是文章结构部分的内容建议:文章结构:本文总共包括引言、正文和结论三个部分。
引言部分主要概述了光纤分布式测温光纤光栅的背景和意义。
正文部分主要介绍了光纤分布式测温技术和光纤光栅的原理、应用等相关内容。
结论部分对全文进行总结,并展望了未来的研究方向。
章节划分:引言部分:首先介绍了光纤分布式测温光纤光栅的背景和意义,引发读者对该领域的兴趣,然后概述了整篇文章的结构和各个章节的内容。
隧道火灾自动报警探测器选用高速公路隧道地形复杂,结构封闭,交通量大,一旦发生火灾产生极大的危害性且逃生困难。
所以其火灾自动报警探测器选用必须做到可靠、先进并具有高灵敏度和极低的误报率的特点,这样才能立足于防患未然及早期自救上。
公路隧道中最常见的火灾是汽车燃烧,其主要特征是耀眼的明火及强的辐射热(危险性在于汽车的动力燃料)且发展速度极快。
公路隧道是一种特殊的建筑物,终年阴冷且保持一定的风速,常年保持的风速为(2-10米/秒),并且一年四季的季节变换,环境温度变化较大,给测温方式检测火灾带来不稳定性及滞后性。
感温线型探测器安装于隧道顶部,感温线型探测器达到报警温度时则火灾已发展到相当规模,不利于早期消防灭火。
交通部重庆公路科学研究所曾在该所的200米实验隧道中作火灾试验,当时环境温度为3℃,作点火试验用的汽油完全燃烧,隧道顶部的温度最高只能上升到9℃。
双波长火焰探测器在风速小于12米/秒的工况下,监视半径30-40米内,对0.5平方米的油池火灾30秒内报警。
由于监视半径较大,所以能检测三车道或四车道隧道。
由于线型感温探测器安装于隧道顶部,给检修调试带来困难(需要登高设备且影响交通),成本高且不便。
作为危险大的重点工程,消防设施应定期检测设备功能的完好情况,以期真正发生火灾时发挥应有作用,最大限度地减少损失。
双波长火焰探测器安装在隧道侧壁,且有专用便携式试验器,能低成本地随时维护和试验探测器功能的情况。
常用的隧道火灾自动探测器按检测原理可分为二类1(线型感温探测器2(点型感光探测器线型感温探测器主要产品包括线性感温电缆;空气管差温探测器;分布式光纤感温探测器。
点型感光探测器主要产品有双波长火焰探测器。
线性感温电缆属于电缆产品,一般安放在隧道车道上部,当发生火灾时,只有在隧道内燃烧使空气温度升到特定值时而引起报警,由于隧道内交通量大,风速大,污染严重这就必然存在以下缺点:测温反应时间长,报警点和实际着火点位置有误差,维护困难(需封闭隧道并附加登高设施)。