“光纤分布式测温系统”“光纤光栅测温系统”“火焰探测器”在隧道应用中的技术比较...ppt

,“光纤分布式测温系统”、“光纤光栅测温系统”与“火焰探测器”在隧道应用中的技术比较上海华魏光纤传感技术有限公司二零一零年一月,概述,主要特性比较,第二部分,第一部分,结论,第五部分,介绍内容,技术比较,第四部分,系统结构比较,第三部分,第3页,第一部分概述,本文件关于“光纤分布式测温系统”（简称DTS系统）、“光纤光栅测温系统”与“火焰探测器”的对比是建立在大量的实验数据及在设备的长期运用的基础上的。在隧道内发生交通事故时，能否及时探测并判断出潜在的火灾是考核探测设备性能的关键性因素。通过下文三种不同的探测设备的性能对比不难看出孰优孰劣。,第4页,第二部分主要特性比较,原理比较,DTS系统是基于拉曼测温原理研制的线形分布式温度监测系统。利用一根探测光缆即可以完整监测整个隧道内每一米位置的温度变化，在发生火灾的情况下可以准确定位火灾发生点；光纤光栅测温系统主要是将基于布拉格测温(FBG)原理的光栅传感单元，串接成传感缆，从而实现对隧道的准分布式温度探测。其实质为点式温度监测系统，不能准确定位火灾点，只能知道火灾大概的位置；火焰探测器按参考波段不同可分为双波长和三波长火焰探测器；按探测眼数量不同又可分为90度单眼和180度双眼两种。其原理均是利用红外探测器，捕捉火焰特有的燃烧变化频率和光谱分布特性来检测火灾。为典型的基于电气设计的点式测温系统。适用于明火火灾探测，但只能知道火灾大概的位置；,第5页,第二部分主要特性比较,探测过程比较,DTS系统可以对火灾发生的全过程进行实时分布式监测，温度测量范围可达-190至700度且能提供多级报警，具有良好预警作用；光纤光栅测温系统由于测温范围小，超过100度后探测单元很容易烧损，无法反映火灾的全过程，预警功能很弱；火焰探测器只有在火灾发生，即有明火的情况下，而且所发出的”火焰”在探测器所监测波长的范围之内才可以进行报警，无法预警。,第6页,火焰探测器通过检测含碳原子的“光”进行探测的，所以在隧道发生直接明火时，此种探测器的报警速度最快。但火焰探测器，相当于人的“眼睛“，一定要看到火焰才能进行报警。绝大多数隧道的火灾发生时有大量浓烟的时候，或者有物体遮挡明火，火焰探测器是无法报警的。而DTS系统在此类火情下能准确报警，因为隧道发生火灾产生大量浓烟，或者是“阴燃”火灾发生的情况下，会有大量的热量散发出来，由于隧道空间本身的特点，决定了热量不容易散发，而DTS可以准确的探测到隧道的温度变化，此时DTS的报警速度是最快的。而由一个个传感单元串接而成的光纤光栅测温系统，由于单元间隔为6-10米，因此报警响应速度最慢。,第二部分主要特性比较,响应时间比较,第7页,DTS系统是一种线型分布式温度监测系统，隧道中每一点温度的变化，都可以以图形界面的方式直观的显示在终端上，DTS系统可以提供一个连续的空间温度分布场，在火灾发生时，不但可以对火灾发生地点给出准确的位置，而且在图形界面上，可以看出火势的蔓延方向，根据火势蔓延的趋势，对紧急逃生措施的实施和相关的联动设备的动作提供指导性依据。光纤光栅测温系统虽然也能反映火灾的温度变化过程，但由于测温范围小，超过100度后，探测单元很容易烧损，无法起到火灾蔓延趋势的判断；双波长火焰探测器由于是点式系统，在火灾发生的时候，不能给出一个连续的温度分布空间场，因此无法给出火势蔓延方向的判断。,第二部分主要特性比较,对火势蔓延方向的判断,第8页,DTS系统的探测光纤是石英材料所造，光纤既作为探测器也作为传输介质，由于其在隧道中不产生任何电信号，所以，可以安全的使用在高瓦斯、高磁场的场合，尤其在山区，可以完全避免由于“打雷“造成系统的瘫痪。外护套采用不锈钢材料，抗冲击耐腐蚀，而且隧道内的恶劣环境不会影响到光纤的感温效果。光纤光栅测温系统同样具有防雷、抗电磁干扰的本质安全性优势。但光栅单元易损坏，需经常性更换，且探测单元抗老化能力差，恶劣环境下容易失效，后期维护成本高。,第二部分主要特性比较,系统维护,第9页,双波长火焰探测器由于隧道中存在着大量尾气、灰尘，长时间的使用会使探头上附着厚厚的灰尘，严重影响到探头的正常工作，使其不能在火警发生时进行正常报警，在后期，必须耗费大量的人力、物力、财力对其进行定期维护，在隧道正常通车的情况下，维护的危险和困难性很大，同时在这种恶略的环境下，使火焰探测器的寿命大打折扣。,第二部分主要特性比较,系统维护（续）,第10页,第三部分系统结构比较,DTS系统结构,第11页,第三部分系统结构比较,光纤光栅系统结构,第12页,第三部分系统结构比较,火焰探测器系统结构,第13页,第四部分技术比较,第14页,第四部分技术比较,第15页,综上，光纤分布式系统能够在火灾发生的初期定位、定温进行火灾预警，真正做到“防患于未燃”；同时由于其实时在线、安装简单、终身免维护等众多无可比拟的技术特点，已经被大量应用在国内外交通隧道领域，同时广泛应用基础设施建设、能源、重化工业等