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(gè)測溫原?理;拉曼散射效應和光時(shí)域反射技術(shù)。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(jīng)過(guò)光電轉換導入應用軟件，從而實(shí)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(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(lèi)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(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）。斯托克斯光光強與溫度?變化無(wú)關(guān)，反斯托克斯光光強與溫度變化有關(guān)。從?光波導內任意一點(diǎn)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(diǎn)?的溫度。

檢測系統結構組成?根據拉曼散射測溫技術(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結構分為4個(gè)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(chǎn)生有效激光脈沖，通過(guò)分光光路耦?合,到達感溫光纖，沿著(zhù)感溫光纖向被測區域傳播。?激光在光纜傳播過(guò)程中，發(fā)生了拉曼散射現象，產(chǎn)生?斯托克斯光和非斯托克斯光，沿著(zhù)感溫光纖向后繼?續傳播，再次經(jīng)過(guò)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(guò)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(jìn)行處理后，經(jīng)過(guò)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(shí)現報警功能。

（1） 沿線(xiàn)分布連續測溫。?分布式光纖感溫系統傳感器隨光纜沿線(xiàn)分布，?此特點(diǎn)決定了分布式光纖感溫技術(shù)適應于長(cháng)隧道任?意溫度點(diǎn)報警，其測量數據大，定位精度高，實(shí)時(shí)監?測各個(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。

?（2） 系統穩定測量準確。?基于光學(xué)測溫原理使得分布式光纖感溫系統，?不受電磁干擾、無(wú)明火隱患，與其他技術(shù)相比有著(zhù)明?顯的優(yōu)勢，分布式光纖感溫技術(shù)在高速公路隧道易?燃易爆的測量環(huán)境中能夠保持性能穩定。激光器每?秒發(fā)射上萬(wàn)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(jīng)由人工確定，核實(shí)報警，有效減少誤報,使系統?測量準確。?

（3） 技術(shù)先進(jìn)。?近年來(lái)，境外很多發(fā)達國家（地區）已經(jīng)將分布?式光纖感溫系統替代了點(diǎn)火災探測器和傳統線(xiàn)性定?溫火災探測器，技術(shù)發(fā)展已經(jīng)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(shí)現分布式光纖感溫系統與其他機電系統的聯(lián)動(dòng)。

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(diǎn)型探測器和線(xiàn)?分布式光纖感溫系統

主要特點(diǎn)

?分布式光纖相對于傳統的點(diǎn)型溫度傳感器具有?顯著(zhù)的優(yōu)勢，更加適應于隧道火災惡劣的監測環(huán)境,?越來(lái)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(diǎn)型探測器主要有雙波長(cháng)或三波長(cháng)火焰自?動(dòng)探測器，其原理是通過(guò)對明火明光的特定波長(cháng)和?頻譜范圍的探測，系統設置2個(gè)或3個(gè)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(shí)現對火災的探測。點(diǎn)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(diǎn)型探測器不能實(shí)現對隧?道內溫度的連續測量，無(wú)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(xiàn)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(xiàn)差溫探測器、光纖感溫探?測器?？諝夤軠夭钐綔y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(wú)法滿(mǎn)?足目前隧道的檢測需求，已經(jīng)被市場(chǎng)淘汰。熱敏合?金線(xiàn)差溫探測器容易受到電磁波干擾，誤報發(fā)生頻?率高,也無(wú)法實(shí)現公路中長(cháng)、特長(cháng)隧道的監測。

分布?式光纖感溫系統是線(xiàn)型火災探測器中的一種,相對于?點(diǎn)型探測器和傳統線(xiàn)型探測器，分布式光纖感溫系?統能夠準確測定火災發(fā)生的位置、火災溫度，靈敏度?高，性能穩定,抗干擾能力強，且實(shí)現長(cháng)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(fā)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(lián)動(dòng)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(fā)生火災時(shí)對事件進(jìn)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(zhù)分配、儲存和還原等功能。?在探測到光纖傳感器傳來(lái)的報警信號時(shí)，可以通過(guò)?監視器更清晰迅速地獲得火災現場(chǎng)的具體情況（起?火點(diǎn)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(fā)展，為火災的消防和救援提供方便。

消防聯(lián)動(dòng)系統?消防聯(lián)動(dòng)系統是對隧道火災的發(fā)生做出應急處?理，由通風(fēng)控制系統、照明控制系統、廣播系統、緊急?電話(huà)系統4大系統組成。通風(fēng)控制系統可以有效控?制隧道內的風(fēng)速、風(fēng)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(guò)大引起的視覺(jué)問(wèn)題。廣播系統用于隧道發(fā)生異?常時(shí)，向洞內人員發(fā)布消息和及時(shí)對洞外車(chē)輛及人?員的疏通。緊急電話(huà)系統用于火災發(fā)生時(shí)，隧道內?車(chē)輛駕駛人員能及時(shí)直接向外界求救。