光纖光柵感溫火災探測系統

光纖布拉格光柵（FBG）利用光纖纖芯材料的光敏性，并通過(guò)特定方式在纖芯中沿軸向形成周期性的折射率變化，形成FBG結構的光學(xué)器件。FBG具有窄帶反射的特性，當入射寬帶光源經(jīng)過(guò)FBG后，只有波長(cháng)滿(mǎn)足相位匹配條件的窄帶光信號才可以被反射，其余波長(cháng)的光信號透射進(jìn)入光纖繼續向前傳播。相關(guān)研究表明在一個(gè)較寬的溫度范圍內，并且沒(méi)有其它外界因素影響下，因溫度變化引起的FBG反射中心波長(cháng)位移與溫度變化具有良好的線(xiàn)性關(guān)系。通過(guò)測量FBG反射中心波長(cháng)的變化，就可以獲得FBG周?chē)h(huán)境溫度的變化。

光纖光柵感溫火災探測系統結構

光纖光柵感溫火災探測系統的組成

光纖光柵感溫火災探測系統主要是對監測區域的溫度進(jìn)行在線(xiàn)實(shí)時(shí)監測，顯示區域溫度變化，并對溫度異常升高的情況進(jìn)行報警。光纖光柵感溫火災探測系統主要由報警裝置、波長(cháng)解調裝置、光纖光柵感溫探頭、傳輸光纜和計算機組成。

布置在各個(gè)監測點(diǎn)上的光纖光柵感溫探頭通過(guò)傳輸光纜連接，與寬帶光源和波長(cháng)解調裝置一起形成感溫火災探測器；為了區分探測位置，在初始狀態(tài)下每個(gè)光纖光柵感溫探頭分別對應不同的反射波長(cháng)，光纖光柵波長(cháng)解調裝置實(shí)時(shí)監測每個(gè)探頭反射波長(cháng)及其變化，以獲得對應監測點(diǎn)溫度的變化；反射的光傳感信號通過(guò)光纖和波長(cháng)解調裝置傳送到計算機系統進(jìn)行處理，其中波長(cháng)解調裝置為光纖光柵感溫火災探測系統的解調部分，其由光探測器、光分路器、波長(cháng)調節設定單元、寬帶光源、恒溫解調器以及相應電子電路等組成，波長(cháng)解調裝置通過(guò)USB或RS232和數據終端主機進(jìn)行通信，在數據終端主機中通過(guò)軟件實(shí)現數據處理，以實(shí)現對現場(chǎng)感溫信號的實(shí)時(shí)監測與報警。

光纖光柵感溫火災探測系統特點(diǎn)

光纖光柵感溫火災探測系統是通過(guò)分布在各個(gè)監測點(diǎn)的光纖光柵感溫探頭進(jìn)行火災探測的，其監測區域受限于光纖光柵感溫探頭所在的位置，但由于光纖光柵的溫度敏感性較高，且現有的波長(cháng)解調技術(shù)完全能對其反射波長(cháng)信號進(jìn)行解調，因此光纖光柵感溫火災探測系統仍具有極高的靈敏性，測溫精度可以達到±2 ℃，并且波長(cháng)信號比光強度信號要穩定，不會(huì )因為光源的衰減或插入損耗而受影響，使其相比與分布式光纖感溫火災探測系統具有更高的精度和更好的抗干擾性，同時(shí)由于普通寬帶光源的價(jià)格要遠低于高質(zhì)量的激光光源，也使其相比與分布式光纖感溫火災探測系統具有更低的價(jià)格。

光纖感溫火災探測系統的應用

光纖光柵感溫火災探測系統安裝方式

在區間隧道內，促使環(huán)境溫度升高的熱量來(lái)源主要是熱輻射和熱對流，其中對流熱是通過(guò)熱空氣上升聚集在隧道頂部進(jìn)行傳播的，輻射熱則是通過(guò)直線(xiàn)形式傳播的。當車(chē)廂內發(fā)生火災時(shí)，在火災發(fā)生初期是通過(guò)車(chē)窗玻璃輻射出熱量的，只有當火勢較大時(shí)，熱對流才會(huì )成為主要的熱量傳播方式。由于地鐵隧道內火災探測最主要是針對火災初期的，因此為了能盡早實(shí)現對車(chē)廂內火災的顯示、報警，針對車(chē)廂內部發(fā)生火災初期主要以熱輻射的方式透過(guò)車(chē)窗傳播熱量的特點(diǎn)，

分布式光纖感溫火災探測系統和光纖光柵感溫火災探測系統應在與列車(chē)車(chē)窗等高處的隧道內壁安裝分布式感溫光纖和光纖光柵感溫探頭。此外，為實(shí)現對因線(xiàn)纜短路或斷路等故障引起的火災的早期顯示、報警，分布式光纖感溫火災探測系統和光纖光柵感溫火災探測系統應在隧道兩側分別裝有強電電纜橋架和弱電電纜橋架處安裝分布式感溫光纖和光纖光柵感溫探頭。

組網(wǎng)方式

分布式光纖感溫火災探測系統和光纖光柵感溫火災探測系統的主機可通過(guò)RJ485接口形式的以太網(wǎng)與上級綜合監控系統交換機相連，上傳系統中所有溫度監控信息，由上級綜合監控系統完成控制、監測和管理等功能，實(shí)時(shí)監測溫度與火災情況及設備運行情況。

分布式光纖感溫火災探測系統和光纖光柵感溫

火災探測系統可以通過(guò)繼電器接點(diǎn)（或通信接口）與火災自動(dòng)報警系統主機連接，當火災發(fā)生時(shí)輸出報警信號，實(shí)現火災的報警聯(lián)動(dòng)。分布式光纖感溫火災探測系統和光纖光柵感溫火災探測系統可以通過(guò)繼電器接點(diǎn)與環(huán)境與設備監控系統設備連接，可作為BAS系統的區間溫度傳感器，實(shí)現環(huán)境溫度的實(shí)時(shí)監測和聯(lián)動(dòng)控制，實(shí)現節能減排，并且在隧道列車(chē)阻塞時(shí)，可與BAS系統共同完成阻塞模式的控制。通過(guò)以上分析可知，分布式光纖感溫火災探測系統和光纖光柵感溫火災探測系統各有優(yōu)缺點(diǎn)，可對于不同的情況進(jìn)行有針對性的應用。對于地鐵區間較長(cháng)的隧道，由于需要連續監測溫度變化，在系統總價(jià)允許的情況下可采用分布式光纖感溫火災探測系統；而對于操作維護不方便的車(chē)站站臺板下或電纜夾層以及重要設備房，采用光纖光柵感溫火災探測系統則可大大提高溫度監測的準確性。實(shí)際應用證明，分布式光纖感溫火災探測系統和光纖光柵感溫火災探測系統憑借各自較好的特性已成為傳統感溫火災自動(dòng)報警系統的有力補充，預計兩者在軌道交通領(lǐng)域的應用將會(huì )越來(lái)越廣。