1、,“光纖分布式測溫系統(tǒng)”、“光纖光柵測溫系統(tǒng)”與“火焰探測器”在隧道應(yīng)用中的技術(shù)比較 上海華魏光纖傳感技術(shù)有限公司 二零一零年一月,概述,主要特性比較,第二部分,第一部分,結(jié)論,第五部分,介紹內(nèi)容,技術(shù)比較,第四部分,系統(tǒng)結(jié)構(gòu)比較,第三部分,第3頁,第一部分 概述,本文件關(guān)于“光纖分布式測溫系統(tǒng)”（簡稱DTS系統(tǒng)）、“光纖光柵測溫系統(tǒng)”與“火焰探測器”的對比是建立在大量的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)及在設(shè)備的長期運(yùn)用的基礎(chǔ)上的。在隧道內(nèi)發(fā)生交通事故時(shí)，能否及時(shí)探測并判斷出潛在的火災(zāi)是考核探測設(shè)備性能的關(guān)鍵性因素。通過下文三種不同的探測設(shè)備的性能對比不難看出孰優(yōu)孰劣。,第4頁,第二部分 主要特性比較,原理比較,DT

2、S系統(tǒng)是基于拉曼測溫原理研制的線形分布式溫度監(jiān)測系統(tǒng)。利用一根探測光纜即可以完整監(jiān)測整個(gè)隧道內(nèi)每一米位置的溫度變化，在發(fā)生火災(zāi)的情況下可以準(zhǔn)確定位火災(zāi)發(fā)生點(diǎn)； 光纖光柵測溫系統(tǒng)主要是將基于布拉格測溫(FBG)原理的光柵傳感單元，串接成傳感纜，從而實(shí)現(xiàn)對隧道的準(zhǔn)分布式溫度探測。其實(shí)質(zhì)為點(diǎn)式溫度監(jiān)測系統(tǒng)，不能準(zhǔn)確定位火災(zāi)點(diǎn)，只能知道火災(zāi)大概的位置； 火焰探測器按參考波段不同可分為雙波長和三波長火焰探測器；按探測眼數(shù)量不同又可分為90度單眼和180度雙眼兩種。其原理均是利用紅外探測器，捕捉火焰特有的燃燒變化頻率和光譜分布特性來檢測火災(zāi)。為典型的基于電氣設(shè)計(jì)的點(diǎn)式測溫系統(tǒng)。適用于明火火災(zāi)探測，但只能知

3、道火災(zāi)大概的位置；,第5頁,第二部分 主要特性比較,探測過程比較,DTS系統(tǒng)可以對火災(zāi)發(fā)生的全過程進(jìn)行實(shí)時(shí)分布式監(jiān)測，溫度測量范圍可達(dá)-190至700度且能提供多級報(bào)警，具有良好預(yù)警作用； 光纖光柵測溫系統(tǒng)由于測溫范圍小，超過100度后探測單元很容易燒損，無法反映火災(zāi)的全過程，預(yù)警功能很弱； 火焰探測器只有在火災(zāi)發(fā)生，即有明火的情況下，而且所發(fā)出的”火焰”在探測器所監(jiān)測波長的范圍之內(nèi)才可以進(jìn)行報(bào)警，無法預(yù)警。,第6頁,火焰探測器通過檢測含碳原子的“光”進(jìn)行探測的，所以在隧道發(fā)生直接明火時(shí)，此種探測器的報(bào)警速度最快。但火焰探測器，相當(dāng)于人的“眼睛“，一定要看到火焰才能進(jìn)行報(bào)警。絕大多數(shù)隧道的火災(zāi)

4、發(fā)生時(shí)有大量濃煙的時(shí)候，或者有物體遮擋明火，火焰探測器是無法報(bào)警的。 而DTS系統(tǒng)在此類火情下能準(zhǔn)確報(bào)警，因?yàn)樗淼腊l(fā)生火災(zāi)產(chǎn)生大量濃煙，或者是 “陰燃”火災(zāi)發(fā)生的情況下，會有大量的熱量散發(fā)出來，由于隧道空間本身的特點(diǎn)，決定了熱量不容易散發(fā)，而DTS可以準(zhǔn)確的探測到隧道的溫度變化，此時(shí)DTS的報(bào)警速度是最快的。 而由一個(gè)個(gè)傳感單元串接而成的光纖光柵測溫系統(tǒng)，由于單元間隔為6-10米，因此報(bào)警響應(yīng)速度最慢。,第二部分 主要特性比較,響應(yīng)時(shí)間比較,第7頁,DTS系統(tǒng)是一種線型分布式溫度監(jiān)測系統(tǒng)，隧道中每一點(diǎn)溫度的變化，都可以以圖形界面的方式直觀的顯示在終端上，DTS系統(tǒng)可以提供一個(gè)連續(xù)的空間溫度分布

5、場，在火災(zāi)發(fā)生時(shí)，不但可以對火災(zāi)發(fā)生地點(diǎn)給出準(zhǔn)確的位置，而且在圖形界面上，可以看出火勢的蔓延方向，根據(jù)火勢蔓延的趨勢，對緊急逃生措施的實(shí)施和相關(guān)的聯(lián)動(dòng)設(shè)備的動(dòng)作提供指導(dǎo)性依據(jù)。 光纖光柵測溫系統(tǒng)雖然也能反映火災(zāi)的溫度變化過程，但由于測溫范圍小，超過100度后，探測單元很容易燒損，無法起到火災(zāi)蔓延趨勢的判斷； 雙波長火焰探測器由于是點(diǎn)式系統(tǒng)，在火災(zāi)發(fā)生的時(shí)候，不能給出一個(gè)連續(xù)的溫度分布空間場，因此無法給出火勢蔓延方向的判斷。,第二部分 主要特性比較,對火勢蔓延方向的判斷,第8頁,DTS系統(tǒng)的探測光纖是石英材料所造，光纖既作為探測器也作為傳輸介質(zhì)，由于其在隧道中不產(chǎn)生任何電信號，所以，可以安全的使

6、用在高瓦斯、高磁場的場合，尤其在山區(qū)，可以完全避免由于“打雷“造成系統(tǒng)的癱瘓。外護(hù)套采用不銹鋼材料，抗沖擊耐腐蝕，而且隧道內(nèi)的惡劣環(huán)境不會影響到光纖的感溫效果。 光纖光柵測溫系統(tǒng)同樣具有防雷、抗電磁干擾的本質(zhì)安全性優(yōu)勢。但光柵單元易損壞，需經(jīng)常性更換，且探測單元抗老化能力差，惡劣環(huán)境下容易失效，后期維護(hù)成本高。,第二部分 主要特性比較,系統(tǒng)維護(hù),第9頁,雙波長火焰探測器由于隧道中存在著大量尾氣、灰塵，長時(shí)間的使用會使探頭上附著厚厚的灰塵，嚴(yán)重影響到探頭的正常工作，使其不能在火警發(fā)生時(shí)進(jìn)行正常報(bào)警，在后期，必須耗費(fèi)大量的人力、物力、財(cái)力對其進(jìn)行定期維護(hù)，在隧道正常通車的情況下，維護(hù)的危險(xiǎn)和困難性很大，同時(shí)在這種惡略的環(huán)境下，使火焰探測器的壽命大打折扣。,第二部分 主要特性比較,系統(tǒng)維護(hù)（續(xù)）,第10頁,第三部分 系統(tǒng)結(jié)構(gòu)比較,DTS系統(tǒng)結(jié)構(gòu),第11頁,第三部分 系統(tǒng)結(jié)構(gòu)比較,光纖光柵系統(tǒng)結(jié)構(gòu),第12頁,第三部分 系統(tǒng)結(jié)構(gòu)比較,火焰探測器系統(tǒng)結(jié)構(gòu),第13頁,第四部分 技術(shù)比較,第14頁,第四部分 技術(shù)比較,第15頁,綜上，光纖分布式系統(tǒng)能夠在火災(zāi)發(fā)生的初期定位、定溫進(jìn)行火災(zāi)預(yù)警，真正做到 “防患于未燃”；同時(shí)由于其實(shí)時(shí)在線、安裝簡單、終身免維護(hù)等眾多無可比擬的技術(shù)特點(diǎn)，已經(jīng)被大量應(yīng)用在國內(nèi)外交通隧道領(lǐng)域，同時(shí)廣泛應(yīng)用基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)、能源、重化工業(yè)等眾多領(lǐng)域,