光纖感溫探測系統(tǒng)在隧道消防保護中的應用

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1、光纖感溫探測系統(tǒng)在隧道消防保護中的應用摘要：光纖感溫探測系統(tǒng)是較不常見的消防探測系統(tǒng)，隧道是典型的工程，本文將兩者結(jié)合形成的一個典型設計。關鍵詞：光纖感溫探測隧道消防探測系統(tǒng)1隧道的火災危險地下軌道交通正日益成為各大城市解決交通堵塞的重要手段.地下隧道是其唯一的交通通道。同時，高速公路也正成為今日社會的經(jīng)濟命脈，公路隧道更是其咽喉重地。大量的人員及貨物夜以繼日的通過它們運送到各地，其高負荷運行使其系統(tǒng)易損壞，任何細小的事故都將導致嚴重的后果。火災，是公路隧道以及地下鐵路隧道所面臨的高度危險之一?，F(xiàn)

2、代化交通系統(tǒng)的迅速發(fā)展，大大增加了隧道火災的潛在危險。（例如：隧道長度的不斷增加，雙向行車道,高危險性的貨物，隧道內(nèi)由于大交通流量而日益增加的火災荷載等等因素。）鑒于隧道內(nèi)環(huán)境特殊，火災一旦發(fā)生，往往會一發(fā)不可收拾；并且由于缺乏逃生設施及救護人員，加之司機與乘客驚慌失措，很可能造成重大傷亡。2隧道的火災特點發(fā)生在隧道中的火災，多數(shù)是開放性火災，它帶有濃其熱輻射率為數(shù)兆瓦級，在數(shù)分鐘內(nèi)便可形成火災。經(jīng)廣泛的試驗（包括路面車輛和地鐵列車），一起火災通常在8-10分鐘完全形成。對于大型貨運卡車，大約為2

3、0-30分鐘。當有燃料'泄漏并形成坑/池時，火災在1-3分鐘內(nèi)完全形成?！八淼阑馂摹睂嵗臏y試顯示，在大約5分鐘之后，車輛火災的溫度升至大約200攝氏度。在這些發(fā)現(xiàn)的基礎上，我們得出如下結(jié)果：當隧道中發(fā)生一起嚴重的火災，在最先的4分鐘內(nèi)，在火災點上方的熱空氣層可以探測到溫度每分鐘上升大于50攝氏度。隧道通風將產(chǎn)生特定的影響。一般的測試都顯示，在大于2m/s的縱向風時，一輛汽車或列車火焰向上飄動，頂部的溫度僅達到60攝氏度。并且，在距火災發(fā)生地20米遠的地點，頂部溫度將降到50攝氏度以下。因此，在高

4、速氣流時熱幅射的升溫梯度是唯一的報警相關標準。隧道內(nèi)風速的影響可以參見西門子樓宇科技公司在瑞士的哈葛伯奇試驗隧道所得到的測試數(shù)據(jù)。在有消防通風系統(tǒng)時，為確保排煙空氣流速必須增加至大于3m/s。另一方面，這增加了5個單位的燃燒速率，并且對隧道頂部的熱空氣層將更具破壞性。一些更先進的通風系統(tǒng)，在火災發(fā)生時，從隧道火災發(fā)生位置的頂部排。為此應只開啟火災發(fā)生位置的通風口，并關閉新風系統(tǒng)。為了確?；馂膱缶目煽壳覠o誤報，火災探測系統(tǒng)應能記錄開放式火災的輻射區(qū)域，這是極其重要的。此外由于表面熱幅射所傳遞的熱量

5、要比熱氣體的熱對流交換所傳遞的快一些，所以火災探測系統(tǒng)應能迅速探測溫度變化。而最新的光纖感溫探測系統(tǒng)，提供了幾近完美的探測性能。3光纖感溫探測系統(tǒng)介紹3.1工作原理經(jīng)過物理實驗得知諸如溫度、壓力和張力等對玻璃纖維會造成影響，并且能夠局部地改變光纖中的光線傳導特性，從而光線在傳導中會產(chǎn)生散射，并會在石英玻璃纖維中衰減，外部物理影響的位置就能夠被確定，這樣光纖就能夠作為一種線性的傳感器。光纖感溫探測系統(tǒng)是一套利用光纖作為線性感溫探測器的高新技術，其基本原理是利用光纖中石英分子鍵會受溫度上升而產(chǎn)生晶格振

6、動。這種振動會導致在光纖中傳輸?shù)墓猱a(chǎn)生散射（喇曼散射及R.aylei曲散射），而散射量的大小可以直接反應溫度的高低。因此光纖感溫探測系統(tǒng)可以將環(huán)境溫度以連續(xù)的線性方式表示出來。光纖感溫探測系統(tǒng)的另一個嶄新的技術是可以準確地定位溫度變化的確切位置。系統(tǒng)通過OTDK、OF’DR（光時域及光頻域反射測量法）及連續(xù)FFT（快速傅立葉變換）對訊息進行外理，將微小的時空差別以頻率方式體現(xiàn)出來實現(xiàn)精確定位，從而構成一套精密的光纖線性感溫探測系統(tǒng)。光纖感溫探測系統(tǒng)包括一個分析單元（頻率生成器、激光源、光模、HF合

7、成器和微處理器）以及一個石英光纖纜（LG）作為線性溫度傳感器。3.2特性在隧道交通領域，光纖傳感器線纜是一種理想的解決辦法。因為：一它不包含任何電子器件，所以不會受到任何種類的電磁干擾的影響。一光纖傳感線纜設計了優(yōu)異的耐用性（可以預期大約50年的服務壽命），所以對環(huán)境影響如溫度，壓力和濕度波動極具抵抗力，同樣也適用于多塵和含有腐蝕性物質(zhì)的空氣中。一安裝傳感線纜和維護都十分容易，在線纜有損傷的地方可以像修復普通光纖一樣接合。一傳感線纜能夠不受限制地切割成要求的長度，為每一個工程提供所需的長度，最長可

8、達4千米。同時，光纖感溫探測系統(tǒng)能夠：一精確定位火災位置，對隧道可進行大范圍的或局部范圍的顯示。一指明火災蔓延方向和速率。一激活預先編制的聯(lián)動控制順序比如通風，疏散指示，交通信號燈，燈光調(diào)整等，并通過通訊接口與其它控制系統(tǒng)進行聯(lián)動。自20世紀80年代末，裝于不銹鋼管中的石英玻璃纖維制成光纜開始用于信息傳輸（網(wǎng)絡控制），而不會受到電磁干擾。這種光纖系統(tǒng)不僅適用于傳輸信息，還可作為局域分布的測量傳感器。光纖感溫探測系統(tǒng)是一個線性感溫探測器，屬于最新一代光纖傳感器，其最大優(yōu)點歸功于它的精