光纤光栅传感技术在隧道火灾监控中的应用

光纤光栅传感技术在隧道火灾监控中的应用

张嵩;王剑

【摘 要】分析了国内现有的隧道火灾监控系统现状,介绍了光纤光栅传感技术的原理,阐述了这一新技术在工程应用中的优点,并提出了基于光纤光栅感温探测器的隧道火灾报警监测系统,并结合工程实例介绍了该系统在隧道火灾监控中的应用. 【期刊名称】《激光与红外》 【年(卷),期】2010(040)002 【总页数】3页(P178-180) 【关键词】光纤光栅;隧道;火灾报警 【作 者】张嵩;王剑

【作者单位】武汉理工大学,光纤传感技术与信息处理教育部重点实验室,湖北,武汉,430070;武汉理工大学,光纤传感技术与信息处理教育部重点实验室,湖北,武汉,430070 【正文语种】中 文 【中图分类】工业技术

第 40 卷 第 2 期2010年 2 月 激光 与 红 外LASER＆INFRAREDVol.40 , No.2 February,2010文章编号 ：1001-5078(2010)02-0178-03· 光纤技术 ·光 纤 光 栅 传 感 技 术 在 隧 道 火 灾 监 控 中 的 应 用张 嵩，王 剑（武汉理工大学 光纤传感技术与信息处理教育部重点实验室 ，湖北 武汉 430070 ）摘要 ：分析 了国 内现有 的隧道火灾监 控 系统现 状 ， 介绍 了光纤 光栅传感技术 的原 理 ， 阐述 了

这 一 新技术在工 程应用 中的优点， 并提 出了基于 光纤光栅感温探测器 的隧道 火 灾报警 监测 系 统 ， 并结合工 程 实例介绍 了该 系统在隧道火灾监控 中的应用。关键词 ：光纤光栅 ；隧道 ；火灾报警中图分类号 ： TP212.14文献标识码 ： A Application inthetunnelfire monitoringoffiberBragg gratingsensor technology ZHANG Song,WANG Jian (KeyLaboratoryof Fiber

OplicSensingTechnologyandInformationProcessing,Ministryof Educ:ation, Wuhan Universityof Technology,Wuhan430070,China) Abstract:The monitoringsystemsstatusof the existingtunnelfire in Chinais analyzed,Lhesensorprinciple of fiber gratingtechnologyis

introduced,themeritsof the newtechnologyin the engineeringapplicatjonsis elaborated andthetunnelfirealarmmonitoringsystembasedonfiber

Bragggrating temperaturedetector is putforward,thesystemappli-cationsin the tunnel firemonitoringcombiningthe projectis introduced. Key

words:fiberBragggrating;tunnel;firealarmmonitoring 1 引 言 近年来随着 国家对交通基础设施建设投入的加大 ，隧道的修建 日益增 多。 火灾是公路隧道 以及铁路隧道所面临的高危灾害之一，然而隧道 由于其污染大 、不 同季节温差 大 ， 且很 多隧道 位居偏 远 等原 因 ，导致隧道的火灾监控成为一个难点 ，随着光纤光 栅传感技术应用 的 日益成熟 ，较好地解决 了这一 问 题 ； 光纤光栅以其以 光纤作为信号 的传输与传感媒 体 ，使用寿命长 ，耐腐蚀 ，信号采用光纤传输 ，信号衰 减小 ，易于远传 ，且不受 电信号 、 雷击因素干扰 的优 点 ，在许多行业得到了广泛应用 ，在隧道火灾监控方 面更成为首选 。 2国 内隧道火灾监控的现状国内现有隧道火灾监控系统有基于双波长火焰 探测和感烟式火灾探测 的点型感光探测系统以及基 于线性感温电缆 、空气管差温探测 、热敏合金线差温探测 、激光光纤感温探测 的线型感温探测系统 ，点型 感光探测系统由于其原理主要是对明

火明光进行探 测 ，容易受到干扰 ，如起火点被物体遮挡或非火灾引 起的烟雾等，都会引起漏报或误报 ，影响正常工作运 作。而线型感温探测 系统中的感温电缆和空气管温 差探测是较早期的产品 ， 由于可靠性不稳定 ，现基本 已被公路隧道业所淘汰。 热敏合金线差温火灾探测 器是现在应用较为普遍 的一种 ，但是探测器之间是 用 电缆连接 ，易受电磁干扰 ，传输距离短。 光纤感温 探测是利用光纤拉曼散射的强度分析温度 的变化 ， 检测信号微弱对激光光源 的要求较 高且易损坏 ， 而 且分析计算的计算量较大 ，监测距离越远 、要求 的空 间分辨率和温度精度越 高 ， 其相应速度就越低 。 其 作者简介：张 嵩（ 1968- ） ， 男，工程师，硕士学位 ， 主要从事光 纤光栅传感应用方面的研究。 E-mail:hustgu02005@yahoo． cn 收稿 日期 ： 2009-08-19第 40卷第2期 2010年月激光与红外 LASER＆ INFRARED Vol.40 , No.2文章编号 ：1001-5078(2010)02-0178-03·光纤技术张嵩，王剑要 ：分析 了国 内现有 的隧道火灾监 控 系统现 状 ， 介绍 了光纤 光栅传感技术 的原 理 ， 阐述 了这 一 新技术在工 程应用 中的优点， 并提 出了基于 光纤光栅感温探测器 的隧道 火 灾报警 监测 系统 ， 并结合工 程 实例介绍 了该 系统在隧道火灾监控 中的应用。

inthetunnelfire monitoringoffiberBragg gratingsensor ( Laboratoryof Fiber OplicSensingTechnologyandInformationProcessing,Ministryof Educ:ation, Universityof Technology,Wuhan430070,China) monitoringsystemsstatusof the existingtunnelfire in Chinais analyzed,Lhesensorprinciple of fiber gratingtechnologyis introduced,themeritsof the newtechnologyin the engineeringapplicatjonsis elaborated andthe

tunnelfirealarmmonitoringsystembasedonfiber Bragggrating

temperaturedetector is putforward,thesystemappli- cationsin the tunnel firemonitoringcombiningthe projectis introduced.