光纖光柵感溫火災(zāi)探測系統(tǒng)在西河南路隧道中的應(yīng)用

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1、２０１５年第１５期（總第１６８期）江西建材交通工程光纖光柵感溫火災(zāi)探測系統(tǒng)在西河南路隧道中的應(yīng)用１２３１１■王智文，張鵬，張恒，劉智君，何唯平■１．深圳海川新材料科技有限公司，廣東深圳５１８０４０；２．江蘇省華建建設(shè)股份有限公司重慶分公司，重慶４０００００；３．上海啟鵬工程材料科技有限公司，上海２０１２０９摘要：由于公路隧道火災(zāi)的特殊性和復雜性，并且一旦發(fā)生火災(zāi)造成的損失往綜上表格所述，光纖光柵火災(zāi)報警系統(tǒng)能集多級定差溫報警、手動往比較大。光纖光柵感溫火災(zāi)探測系統(tǒng)可以實現(xiàn)幾十公里的實時溫度報警以及實時的溫度

2、監(jiān)測于一體，真正做到防患于未然，作為隧道的火監(jiān)測，可以在最快的時間內(nèi)捕捉到火情，非常適合于公路隧道等線型結(jié)情監(jiān)測光纖光柵系統(tǒng)具有其它技術(shù)無可比擬的優(yōu)勢。構(gòu)的火災(zāi)探測。本文以某公路隧道光纖光柵感溫火災(zāi)探測系統(tǒng)為列，介２光纖光柵感溫火災(zāi)探測系統(tǒng)紹了該系統(tǒng)的設(shè)計和施工，通過在運行過程中同圖像型火災(zāi)探測系統(tǒng)的２．１光纖光柵技術(shù)原理比較，體現(xiàn)了該系統(tǒng)的功能特點。光纖光柵是是利用光纖芯層材料的光敏特性配合增敏處理，通過關(guān)鍵詞：公路隧道火災(zāi)光纖光柵溫度監(jiān)測火災(zāi)探測系統(tǒng)紫外曝光的方式在光纖芯層產(chǎn)生一段周期性的折射率變化，形

3、成ＢｒａｇｇＡｂｓｔｒａｃｔ：Ｂｅｃａｕｓｅｏｆｔｈｅｃｏｍｐｌｅｘｉｔｙａｎｄｐａｒｔｉｃｕｌａｒｉｔｙｏｆｈｉｇｈｗａｙｔｕｎｎｅｌｆｉｒｅ，ａｎｄｏｎｃｅ光柵結(jié)構(gòu)。Ｂｒａｇｇ光柵具有窄帶反射的特性，一個寬譜的入射光（帶寬ｔｈｅｆｉｒｅｃａｕｓｅｄｌｏｓｓｉｓｌａｒｇｅｒ．Ｏｐｔｉｃａｌｆｉｂｅｒｇｒａｔｉｎｇｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅｓｅｎｓｉｎｇｆｉｒｅｄｅｔｅｃｔｉｎｇｓｙｓｔｅｍｃａｎｒｅａｌｉｚｅｔｈｅｒｅａｌ－ｔｉｍｅｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅｍｏｎｉｔｏｒｉｎｇｏｆｔｅｎｓｏｆ約４０ｎｍ）經(jīng)過光纖

4、光柵后，只有滿足波長匹配條件的極小譜寬的光信ｋｉｌｏｍｅｔｅｒｓ，ｃａｎｃａｔｃｈｆｉｒｅｉｎｔｈｅｆａｓｔｅｓｔｔｉｍｅ，ｖｅｒｙｓｕｉｔａｂｌｅｆｏｒｈｉｇｈｗａｙｔｕｎ號被反射（３ｄＢ帶寬約０１５ｎｍ），其余波長的光信號透射進入下一個光ｎｅｌ．Ｔｈｅｌｉｎｅａｒｓｔｒｕｃｔｕｒｅｏｆｔｈｅｆｉｒｅｄｅｔｅｃｔｉｏｎ．Ｉｎｔｈｉｓｐａｐｅｒ，ａｈｉｇｈｗａｙｔｕｎ纖光柵，反射光的中心波長與Ｂｒａｇｇ光柵的柵格周期、光纖芯層的折射ｎｅｌｗｉｔｈｆｉｂｅｒｇｒａｔｉｎｇｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅｓｅｎｓｉ

5、ｎｇｆｉｒｅｄｅｔｅｃｔｉｏｎｓｙｓｔｅｍｆｏｒｔｈｅｃｏｌ率成正比。通過拉伸和壓縮光纖光柵，或者改變溫度，可以改變光纖光ｕｍｎ，ｉｎｔｒｏｄｕｃｅｓｔｈｅｄｅｓｉｇｎａｎｄｃｏｎｓｔｒｕｃｔｉｏｎｏｆｔｈｅｓｙｓｔｅｍ，ａｎｄｔｈｅｃｏｍｐａｒｉ柵的周期和有效折射率，從而達到改變光纖光柵的反射波長的目的。ｓｏｎｉｎｔｈｅｐｒｏｃｅｓｓｏｆｏｐｅｒａｔｉｏｎｗｉｔｈｔｈｅｆｉｒｅｉｍａｇｅｄｅｔｅｃｔｉｎｇｓｙｓｔｅｍ，ｒｅｆｌｅｃｔｓ反射波長和應(yīng)變、溫度、壓力、壓強等物理量成線性關(guān)系。ｔｈｅｓｙｓｔｅ

6、ｍｓｆｕｎｃｔｉｏｎｃｈａｒａｃｔｅｒｉｓｔｉｃｓ．光纖光柵溫度傳感技術(shù)，利用光纖光柵的溫度敏感特性，通過隔離Ｋｅｙｗｏｒｄｓ：ｈｉｇｈｗａｙｔｕｎｎｅｌｆｉｒｅｆｉｂｅｒＢｒａｇｇｇｒａｔｉｎｇｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅｍｏｎｉｔｏｒｉｎｇｆｉｒｅ應(yīng)力、應(yīng)變的封裝結(jié)構(gòu)，實現(xiàn)對溫度變化的精確測量，圖１經(jīng)過封裝后ｄｅｔｅｃｔｉｏｎｓｙｓｔｅｍ的光纖光柵快速溫度傳感器。隨著我國公路和城市交通的快速發(fā)展，人們對隧道的消防安全問題日益重視。由于公路隧道結(jié)構(gòu)狹長的特點，加上入洞時的洞內(nèi)外亮度的差異較大，因此隧道內(nèi)易發(fā)生

7、事故，導致各種各樣的火災(zāi)，并且由于隧道的“管狀性”空間結(jié)構(gòu)，往往極小的火情會導致大的火災(zāi)。如果能在隧道火災(zāi)初期能夠發(fā)現(xiàn)火災(zāi)，采取相應(yīng)措施，對于減少災(zāi)害的發(fā)生具有重要意義。１隧道火災(zāi)報警技術(shù)概述圖１光纖光柵快速溫度傳感器目前隨著我國高速公路的發(fā)展，車輛在隧道內(nèi)出現(xiàn)的火災(zāi)事故可２．２光纖光柵隧道感溫火災(zāi)探測系統(tǒng)組成能性也越來越高。隧道火災(zāi)不同于一般建筑火災(zāi)，特別對于長距離隧光纖光柵隧道感溫火災(zāi)探測系統(tǒng)主要有以下部分組成：（１）光纖光道，一旦發(fā)生交通火災(zāi)事故，由于隧道空間狹長，易形成溫室效應(yīng)，火勢柵感溫探測單元（

8、光纖光柵溫度傳感器）；（２）光纖光柵信號處理部件；發(fā)展迅速，溫度迅速升高，并帶有濃煙，后面跟進的車輛和人員很難及（３）火災(zāi)報警控制器；（４）手動報警按鈕；（５）傳輸光纜及光纜接續(xù)盒；時疏散，極易導致大量人員傷亡的惡性事件。因此對交通隧道采取火（６）電纜；（７）固定卡災(zāi)消防在線監(jiān)測系統(tǒng)顯得尤其重要。３工程案列目前常用的隧道火災(zāi)報警的有以下幾種技術(shù)：（１）感溫電纜技術(shù)；３．１工程概況（２）分布式光纖ＤＴＳ技術(shù)；（３）