יישום של מערכת טמפרטורה סיבים אופטיים מבוזרת באזעקות אש במנהרות

מערכות טמפרטורה מבוזרות של סיבים אופטיים עקרונות

מערכות חישת טמפרטורה מבוזרות בסיבים אופטיים משתמשות בשני עקרונות מדידת טמפרטורה עיקריים; אפקט פיזור ראמאן וטכנולוגיית השתקפות תחום זמן אופטית. על פי עקרון מדידת הטמפרטורה של מערכת חישת טמפרטורה בסיבים אופטיים, מערכת הזיהוי מורכבת ממודולים אופטיים המחוברים לכבלי הסיבים האופטיים החישה, באמצעות המרה פוטו-אלקטרית לתוכנת האפליקציה, כדי לממש את זיהוי הטמפרטורה.

עקרון המיקום של מדידת טמפרטורה

(1) אפקט פיזור ראמאן עם עקרון מדידת טמפרטורה של סיבים אופטיים.
כאשר האור מתפשט בסיבים, דופק הלייזר ומולקולות הסיבים והזיהומים מתנגשים זה בזה, וכתוצאה מכך סוגים שונים של אור מוחזר, כְּגוֹן; פיזור ברילואין, פיזור ריילי, פיזור מי ופיזור רמאן. עקרון מדידת הטמפרטורה בא סיבים אופטיים מבוזרים מערכת חישה (DTS) הוא אפקט פיזור רמאן. כאשר פוטון מתפשט בסיב אופטי, הפוטון יוצר אינטראקציה עם המולקולות בסיבים, וכתוצאה מכך שני סוגי אור; סטוקס אור (סטוקס) ואור אנטי סטוקס (אנטי סטוקס). עוצמת האור של סטוקס אינה תלויה בשינויי טמפרטורה, עוצמת האור נגד סטוקס קשורה לשינויי טמפרטורה. ניתן לקבל את הטמפרטורה של כל נקודה במוליך הגל האופטי מהיחס בין עוצמת אות האור שאינו סטוקס לזו של אות האור של סטוקס..

על פי טכנולוגיית מדידת טמפרטורת פיזור ראמאן וטכנולוגיית מיקום מרחבי של השתקפות תחום זמן אופטית, מבנה מערכת החישה בסיבים אופטיים מבוזרת מחולק לארבעה מודולים; מודול מעגל אופטי, כבל חישה, מודול מעגלים ותוכנת יישום.
המודול האופטי הוא מבנה הליבה של המערכת, שבו הלייזר המוליך למחצה מייצר פולסי לייזר יעילים, אשר מחוברים דרך הנתיב הספקטרלי, להגיע לסיב חישת הטמפרטורה, ולהתפשט לאורך סיב חישת הטמפרטורה לאזור הנמדד.
במהלך התפשטות הלייזר בכבל הסיבים האופטיים, מתרחשת תופעת פיזור ראמאן, וכתוצאה מכך אור סטוקס ולא סטוקס, שממשיך להתפשט לאחור לאורך הסיב הרגיש לטמפרטורה, ואז נכנס שוב למסנן האופטי דרך מפצל האלומות. המסנן האופטי מסנן את האור המפריע האחר, מסיר את האור של סטוקס ולא סטוקס, ומחלץ את שני סוגי האור בנפרד. הגלאי סופג את האור של סטוקס ושאינו סטוקס, וממיר פוטו-אלקטרי ממיר את האות האופטי לאות חשמלי. מודול המעגל יקבל את עיבוד האותות החשמליים, דרך המגבר הכפול המהיר, האות נאסף על ידי מערכת רכישת הנתונים המהירה, המרה לאותות דיגיטליים, מידע על הטמפרטורה והמיקום למחשב המארח, ולאחר מכן את השריפה והתקלות לבקר אזעקת האש, כדי להשיג את פונקציית האזעקה.

(1) הפזר מדידת טמפרטורה רציפה לאורך הקו. חיישני מערכת חישת טמפרטורה בסיבים אופטיים מבוזרים מופצים לאורך כבל הסיבים האופטיים, מה שקובע שטכנולוגיית חישת טמפרטורה מבוזרת בסיבים אופטיים מתאימה להזעקה בכל נקודת טמפרטורה במנהרות ארוכות, עם נתוני מדידה גדולים, דיוק מיקום גבוה, ניטור בזמן אמת של שינויי טמפרטורה של החיישנים בכל מעגל ב 1 מרווחי זמן, וחלוקת המנהרה לאזורי מיגון אש בהתאם לצרכי המנהרה.

(2) מדידה יציבה ומדויקת.
מבוסס על העיקרון של מדידת טמפרטורה אופטית, מערכת חישת הטמפרטורה המבוזרת בסיבים אופטיים נקיים מהפרעות אלקטרומגנטיות ומסכנות אש פתוחות, ויש לו יתרונות ברורים על פני טכנולוגיות אחרות. טכנולוגיית חישת הטמפרטורה המבוזרת של סיבים אופטיים מסוגלת לשמור על ביצועים יציבים בסביבת המדידה הדליקה והנפיצה של מנהרות הכביש המהיר.. הלייזר פולט עשרות אלפי פולסי לייזר יעילים בשנייה ומוציא למערכת את הערך הממוצע של הטמפרטורה הנמדדת, מה שמפחית במידה רבה את השגיאה, ולאחר מכן קובע ומאמת באופן ידני את האזעקה לאחר האזעקה המוקדמת, מה שמפחית למעשה את אזעקות השווא וגורם למערכת למדוד בצורה מדויקת.

(3) טכנולוגיה מתקדמת.
בשנים האחרונות, מדינות מפותחות רבות (אזורים) מחוץ למערכת חישת הטמפרטורה המבוזרת בסיבים אופטיים החליפה את גלאי האש הנקודתיים ואת גלאי האש המסורתיים ליניאריים בטמפרטורה קבועה, והפיתוח הטכנולוגי הפך בשל. היישום של מערכת חישת טמפרטורה מבוזרת בסיבים אופטיים למערכת הניטור של מנהרות הכביש לא רק שאינו משפיע על יציבות תוכנית החירום של הנתונים של מערכת הניטור המקיפה של המנהרה, אלא גם מבין את הקשר בין מערכת חישת הטמפרטורה המבוזרת של סיבים אופטיים ומערכות אלקטרו-מכאניות אחרות.

השוואה בין מערכת חישת טמפרטורה בסיבים אופטיים למערכת חישת טמפרטורה מסורתית הגלאים המיושמים לירי במנהרה מחולקים לגלאים נקודתיים ולמערכת חישת טמפרטורה בסיבים אופטיים מבוזרים בחוטים.

תכונות עיקריות

סיבים אופטיים מבוזרים ביחס לחיישני הטמפרטורה המסורתיים מסוג נקודה הם בעלי יתרונות משמעותיים, מותאם יותר לסביבת הניטור הקשה של שריפת המנהרה, יותר ויותר בשימוש נרחב בגלאי ניטור אש המנהרה הנוכחי משני סוגים.

(1) לגלאי מסוג נקודה יש ​​בעיקר גלאי להבה אוטומטי בעל אורך גל כפול או שלושה אורכי גל, העיקרון הוא לזהות את אורך הגל והטווח הספקטרלי הספציפי של הלהבה הפתוחה, המערכת הקימה שניים או שלושה חיישנים לקליטת אורכי גל שונים, לזהות את הספקטרום והתדירות של בעירת הלהבה, כדי להשיג את זיהוי השריפה. לגלאי נקודות יש זמן תגובה מהיר, אבל הם רגישים להפרעות מעשן ומלהבות פתוחות, כמו גם השמטה או אזעקות שווא הנגרמות מחפצים החוסמים את מקור האש. גלאי נקודות אינם מספקים מדידה רציפה של הטמפרטורה בתוך המנהרה ואינם יכולים לנטר את חלוקת הטמפרטורה המלאה בתוך המנהרה. החיישנים מתלכלכים בקלות, מה שגורם לדיוק זיהוי נמוך יותר ומשפיע על הפעולה הרגילה של המערכת.

(2) גלאי אש ליניארי כוללים בעיקר: גלאי טמפרטורת צינור אוויר, כבלי חישת טמפרטורה, גלאי הפרש טמפרטורת חוט סגסוגת תרמית, וחיישני טמפרטורה בסיבים אופטיים. גלאי טמפרטורת צינור אוויר וכבלי חישת טמפרטורה הם גלאים מוקדמים, אשר הוצאו מהשוק בשל אמינות הזיהוי הנמוכה שלהם, מערכת לא יציבה, וחוסר יכולת לענות על צורכי הגילוי הנוכחיים של מנהרות. גלאי טמפרטורת כבל סגסוגת תרמית רגישים להפרעות גל אלקטרומגנטיות ויש להם תדירות גבוהה של אזעקות שווא, ואינם מסוגלים לנטר מנהרות באורך בינוני וארוכות במיוחד בכבישים מהירים.

מערכת חישת טמפרטורה בסיבים אופטיים מבוזרת היא סוג אחד של גלאי אש מסוג חוט. Compared with point-type detector and traditional wire-type detector, מערכת חישת טמפרטורה בסיבים אופטיים מבוזרת can accurately determine the location of fire and fire temperature, with high sensitivity, ביצועים יציבים, יכולת חזקה נגד הפרעות, and realize long-distance monitoring.

Comparison between מערכת חישת טמפרטורה בסיבים אופטיים מבוזרת and traditional temperature sensing system

Design of Tunnel Fire Monitoring System

Due to the difficulties in fighting tunnel fires and serious losses, it is of great significance to set up tunnel fire monitoring and early warning fire fighting system.

The company has independently developed a complete tunnel fire monitoring and early warning system with video fire detectors assisted by distributed fiber-optic fire detectors and fire control linkage.

מערכת מעקב וידאו מערכת מעקב וידאו משמשת לבדיקת ואישור האירוע ומתן מידע נוסף במקרה של שריפה במנהרה. מערכת מעקב הווידאו מורכבת ממערכת חזיתית, מערכת הולכה, מערכת בקרה ומערכת תצוגה. זה מפיץ, מאחסן ומשחזר את אותות התמונה המנוטרים.
בעת זיהוי אות האזעקה מחיישן הסיבים האופטיים, המוניטור יכול לקבל את המצב הספציפי של זירת השריפה (מיקום נקודת האש, כיוון ומהירות האש והעשן המתפשט, ומצב האנשים במנהרה) בצורה ברורה ומהירה יותר, מה שמסייע לשיפוט מהיר של אנשי ניטור הווידאו, בקרה יעילה על התפתחות השריפה, ומקל על כיבוי האש וחילוץ השריפה.

מערכת כיבוי אש מערכת כיבוי האש היא מענה חירום לשריפות מנהרות ומורכבת מ 4 מערכות מרכזיות: מערכת בקרת אוורור, מערכת בקרת תאורה, מערכת שידור ומערכת טלפון חירום. מערכת בקרת האוורור יכולה לשלוט ביעילות על מהירות הרוח, כיוון הרוח, ריכוז פחמן חד חמצני וריכוז עשן בתוך המנהרה, בעוד שמערכת בקרת התאורה משמשת כדי למזער את בעיות הראייה הנגרמות מהפרש הבהירות הגדול בין המנהרה לעולם החיצון. מערכת השידור משמשת להפצת מידע לאנשי המנהרה ולהקלה על פינוי כלי רכב ואנשים מחוץ למנהרה במקרה של שריפה. מערכת טלפון החירום משמשת במקרה של שריפה כדי לאפשר לנהגי הרכבים במנהרה להזעיק עזרה ישירות מהעולם החיצון.

חיישן טמפרטורה בסיבים אופטיים, מערכת ניטור חכמה, יצרן סיבים אופטיים מבוזרים בסין