光纤感温火灾探测系统设计方案(电厂)

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用于火灾预警的分布式光纤温度传感器

电子技术与软件工程Electronic Technology & Software Engineering电子技术Electronic Technology 用于火灾预警的分布式光纤温度传感器刘温彦（郑州大学河南省郑州市 450001 ）摘要：本文对光纤DTS 的国内外研究现状进行了概括，并给出了最新研究成果的系统构成、温度解调模型及算法。

该传感器具有智能化、小型化、高精度、实时性等优点，可以针对不同的需求及场合进行功能扩展，可广泛用于煤矿业、电力系统行业、建筑业、航天航空业等领域，有极大的发展空间和应用前景。

关键词：预警系统；分布式光纤温度传感器；电力系统1引言分布式光纤温度传感（DTS ））技术是二十世纪八十年代提出的一种新型测温技术。

它的温度测量机理是光纤的瑞利散射、布里渊散射和拉曼散射。

其中，基于瑞利散射的测量精度低、响应范围小、传感距离短，应用范围非常受限⑴。

布里渊散射可同时进行应力和温度的传感测量，但是测量所用激光光源、温度解调算法昂贵、复杂，要想普及非常困难。

相比之下，拉曼散射DTS 系统构成简单，成本中等，因而研究的种类最多、更容易实现商业化，逐渐成为温度传感领域的研究热点。

上世纪八十年代初，英国的J.P. Dakin 课题组首先利用后向拉曼散射光的温敏效应提出了分布式测温的理论模型⑵，并以此理论为基础研制出光纤长度100m 、测温范围77K-800K 的DTS 系统叫同时，英国南安普顿大学改变泵浦光源，利用物美价廉的半导体激光器实现了 1000m 光纤的测温传感器实用系统⑷。

此后，很多公司都相继推出了 DTS 系统，并且不断改善温度测量范围、空间分辨率、温度分辨率以及测量时间。

与此同时，科研人员也在为系统性能的提高及系统对各种不同应用场合的适用性进行更深入的研究W 中国对于DTS 的研究始于上世纪90年代初，一经开始，科学研究和实用性的发展都非常迅速。

线型光纤感温火灾探测监控系统的研究与设计

第33卷第6期 2016年11月广东工业大学学报Journal of Guangdong University of TechnologyVol. 33 No. 6November 2016doi ： 10. 3969/j. issn. 1007-7162.2016. 06. 007线型光纤感温火灾探测监控系统的研究与设计白伟丽，陈健(广东工业大学机电工程学院，广东广州,510006)摘要：设计了一款基于分布式光纤的上位机监控软件，能够观察到光缆的敷设平面图温度情况，并根据温度实现实时报警.介绍了分布式光纤传感系统的基本原理、结构及硬件系统信号采集模块的优化设计,重点研究了上位机监控软件结构和功能，并用Q t编写上位机软件.系统能够准确地监控和显示待测光纤的空间温度分布状况,且界面友好，实时性强.关键词：分布式光纤；后向拉曼散射；Q t;火灾探测；M yS Q L数据库中图分类号：TP311.1 文献标志码：A 文章编号：1007-7162(2016)06-0044-05Investigation and Design of a LinearOptical Fiber Sensing and Monitoring SystemBai W ei-li, Chen Jian(School of Mechanical and Electrical Engineering, Guangdong University of Technology, Guangzhou 510006, China) Abstract：A monitoring software of the host com puter based on distributed optical fiber fire detection isd esigned, which can observe real-tim e tem perature laying optical ca b le, and realize real-tim e alarm ingaccording to the tem perature. The basic principles of distributed fiber optic sensing system, structure and optimization design of signal acquisition module of the distributed optical fiber sensing system are introd u ced, focusing on the PC monitoring software structure and function, and writing PC software with Qt.This system can monitor and accurately display the spatial tem perature distribution of the fiber optic fiber, and has the characteristics of friendly interface, strong real-tim e and so on.Key words：distributed fib e r；R am an-scattering；Q t; fire d etection；MySQL databases随着社会的不断发展，很多大型建筑以及地下建筑像大型超市、地铁隧道、地下停车场等的数量快速增长.地下建筑火势蔓延快、产生的烟雾毒性大，人员的疏散和火灾的控制难度都很大[1]，万一发生火灾往往会带来巨大的财产损失与人员伤亡，所以火灾的早期发现和前期预警对消防救灾来说尤为重要[2].分布式光纤感温技术是近几十年来发展起来的一种实时、在线、多点的温度传感技术.此技术在1981年由英国南安普顿大学提出，目前国外已研制出了该领域的产品[3].国内在这一领域的研究起步较晚，而在实验室和理论研究基于拉曼散射的DTS 技术已趋于成熟，各项主要技术指标已达到国际先进水平，目前能够实现温度测量的范围为30 km[4].分布式光纤传感系统具有传感信号和传输信号的能力，能够探测几千米至几十千米内光纤位置被测表面的物理参数[5].然而分布式光纤温度传感器所探测到的含有温度信息的R am an后向散射光非常微弱，甚至完全淹没在噪声中W，且要求较高的采集速度.本文提出了基于高速ADC、大规模FPGA和高性能D SP的高速数据采集系统方案，同时通过LM382 放大器芯片对输入信号进行放大，设计了一款基于 Q t编程的分布式光纤感温火灾探测监控系统，通过 RS232/RS485进行上位机与下位机的通信，温测主机实时传递温度数据并在上位机上显示出来，可实现火灾的实时监测、火灾预警和报警等，大大提高了收稿日期：2015-11-05基金项目：广东省科技计划项目（2014A010103027)作者简介：白伟丽（1990-),女，硕士研究生，主要研究方向为机电控制技术.通信作者：陈健（1964-)，男，教授，博士，主要研究方向为机电液控制技术.E-m a il:chenjian7681@第6期白伟丽，等：线型光纤感温火灾探测监控系统的研究与设计45火灾监测效率和系统操作的安全性.1系统原理和结构1.1基本技术原理系统所依据原理为光纤的光时域反射原理(OTDR)和后向拉曼（Ram an)散射温度效应[7].1.1.1OTDR定位技术将一束窄的激光脉冲经过双向耦合器发射至铺设的感温光纤上，光纤中产生的背向散射光也由此双向耦合器耦合到光电探测器内[8]，如图1所示.散射光从激光器发出到返回激光器的时间:T与光脉冲通过探测光纤的长度1满足等式式中，c是光速，为3 x lO8m/s，a是光折射率.时间间隔：T对应于光纤距离L因此伴随[的变化，探测器能测量沿光纤分布的待测空间分布.图1光时域反射结构原理图Fig. 1 Principle of optical time domain reflection图2散射光强-波长分布图Fig. 2 Scattered light intensity wavelength distribution图3分布式光纤感温火灾探测系统硬件框图Fig. 3 Block diagram of distributed optical fiber sensing systemstructure diagram1.1.2拉曼散射原理当温测主机往探测光纤中发送一定能量与宽度的脉冲时，激光照射到光粒子上，光脉冲与光纤分子发生作用，产生散射，散射光有很多种，如图2所示.其中，光纤分子的热振动引起了拉曼散射，光纤分子的振动又产生了斯托克斯光（Stokes)和一反斯托克斯光（Anti-Stokes)t9].通过测量反斯托克斯光强与斯托克斯光强的比值大小便可测得它的温度高低，即只⑴=^^=(尹f卿(_替)• (2)由式(2)可知，比值r)只和温度相关，于是能够通过测反斯托克斯光强和斯托克斯光强的比值，获得沿线探测光纤的温度值，再由光时域反射技术（OTDR)获得空间温度场的分布状态[1°]，进而实现分布式感温火灾的探测与预警.1.2系统组成结构探测系统基本结构如图3所示，系统主要由驱动电路、激光发射器、波分复用器、感温光纤、放大电路、信号采集与处理及计算机系统等组成.电源驱动激光器发送激光脉冲，而后通过波分复用器(W D M)耦合到多模数据光纤，同时驱动数据采集卡实现同步信号采集[11].感温光纤铺设于待测场所中，进行温度的采集，激发脉冲与光纤内部形成一些分布不均的颗粒之间发生相互反座，产生散射现象，散射光沿着光纤反方向传播[12]，再一次进入波分复用器后分成两路进到光学滤波器里，把反斯托克斯光和斯托克斯光分别提取出来，并抑制其他的散射光，再经过耦合器件进入到雪崩光电二极管APD，把光信号变换成电信号，经后续放大后，把采集的温度数据通过D SP进行数字信号处理再送往计算机显示[13]，在时间上，根据光纤中光波的传输速率与背向光回波的时间差，结合OTDR技术对所测温度点准确定位，再通过配套软件显示各点温度值及变化趋势.2上位机监控软件设计本系统上位机部分是在P C机Windows操作系统下基于Q t的安全监控软件，内嵌MySQL数据库.2.1软件需求分析为了实时显示待测光纤的分布状况并根据温度46广东工业大学学报第33卷情况实现火灾预警和报警，监控软件具有以下功能.(1) 信息化功能:报警分机用RS232/RS485端口与上位机通信，互相传递实时温度值和控制信息等.报警分机提供以太网接口,与远程计算机进行通信.(2)精确检测功能:在界面上能够清晰地显示铺设光纤的具体地理位置与代号，进行实时在线的温度监控和火灾预警，并可获得精确的位置信息.(3) 电子地图导向功能：电子地图包栝了感温光纤的实际铺设方向，它能够显示整体结构也能够分区显示光纤的长度和温度;提供了各个分区间的环境温度实时数据;在计算机上实时显示报警信息、检测分区的分布概况、所测温度数据信息、火灾蔓延的方向等.(4)报警设置功能:系统软件有自动报警功能，可设置一级预警、二级预警、火灾报警、光纤故障、系统故障、升温报警等任意报警级别.(5)历史记录功能:①温度记录—可以显示在数据库中保存的温度值，如温度的最大值、温度分布曲线等.②报警记录—能对已发生过的温度报警进行查询.用户只要给出查询条件，如时间、报警类别、连接号、电缆段等，系统软件便自动生成报表信息.2.2软件设计思想系统采用RS232/RS485作为上位机与下位机的通信，温测主机测量探测光纤沿线的温度并把温度数据存入数据库中，而后在P C 机屏幕上显示出来.监控软件基于Q t 编程，Q t 是1991年由奇趣科技开发的|个跨平台的C ++图形用户界面应用程序框架[14].只需一次性开发应用程序，无需重新编写源代码，便能够跨不同桌面和嵌入式操作系统部署这些应用程序[15].2.3软件整体结构设计为了达成预定的监控目标，将监控软件分为下列几个功能模块.2.3.1用户登录模块如图4所示，用户要启动软件，先要登录，输入用户名和密码，不同的用户级别对软件的操作权限也不一样.2.3.2温度曲线模块在此显示区域，用户可以查看到整条敷设光纤的温度在某一时间点随距离分布的曲线.图5为温度随距离分布的曲线图，在约5 m 处温度值达到80°C ，温度出现异常，可能出现火灾，应及时进行处理.图4用户登录界面Fig. 4 User login interface100 r90 -80 - 70 - 60 -^ 50 - 40 -30 -20 ---------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------10 -_______|______|||_______|_________|_______|_______|_______|_______|2 4 6 810 12 14 16 18 20d/m图5温度随距离变化曲线图Fig. 5 Temperature variation curve diagram2.3.3电子地图模块电子地图包含分布光纤的实际铺设方向，它可以显示整体结构也可以分区显示光纤的长度与温度，提供了各个分区之间的实时温度数据，并在计算机上实时显示警告信息、检测分区的分布概况、所测温度数据信息、火灾蔓延的方向等.电子地图的设计包括组、段和曲线，这些统称为报警对象，如图6所示.图6电子地图设计界面Fig. 6 Electronic map designinterface第6期白伟丽，等：线型光纤感温火灾探测监控系统的研究与设计472. 3.4 MySQL 数据库连接模块采集的数据通过MySQL 数据库存储，MySQL 是一个轻量级、小型关系型数据库[16]. MySQL 数据库的连接方式主要有两种方式，一种是通过ODBC 方式建立连接，需要配置ODBC ，另一种方式是通过调用MySQL 的A P I 函数建立连接，本文选择用第二种方式.通过调用MySQL 的A P I 函数方式建立数据库连接.首先需要将MySQL 的数据库驱动库libmysql.d ll 放到当前目录下.1) 启用数据库驱动.QSqlDatabase db =QSqlDatabase ：： addDatabase ( " QMYSQL" ,sName )；第二个参数为数据库连接名.db. setHostName ( ” localhost ” ) ；//或127.0.0. 1本主机db. setPort(3306)；db. setDatabaseName( ” example1' );//对数据库example 进行操作db. setUserName( " root" ) ； //ro o t 是一■个对example 数据库有操作权限的账户db. setPassword( " 1234")；2) 打开数据库.调用db. open ()打开数据库连接.返回tru e 表示连接成功，返回false 表示连接失败.3) 数据库相关A P I 函数.(1)seek (in tn ) :query 指向结果集的第^条记录；（2) first( ) : q u ery 指向结果集的第一条记录;(3) last() :query 指向结果集的最后一条记录；（4) next() :q u e ry 指向下一条记录，每执行一次该函数，便指向相邻的下一条记录；（5 ) previous () : que-r y 指向上一条记录；（6 ) record ():获得现在指向的记录；（7) value (int n ):获得属性的值；（8) transac-tio n ():开始一个事务操作；（9) commit ():提交事务的所有操作；（1〇) rollback ):表示回滚，在事务运行的过程中如果发生故障，事务不能继续进行，系统将对数据库的所有已完成的操作全部撤销，回滚到事务开始时的状态.3硬件系统优化设计根据分布式光纤的各项参数指标（测量精度、空间分辨率、测量时间、距离等）的相互关系，结合火灾探测领域的特殊要求，系统需要有强大的、实时的数据采集和处理能力.高速数据采集系统选用高速AD9814、大规模FPGA 和高性能DSP ，满足数据处理的各项功能，采集模块实物图如图7所示.数字信号处理单元采用TMS320VC5416,该处理器提供了一个高程度的并行运算逻辑单元，应用程序特定的硬件逻辑，片上存储器和额外的片上外设.该数字信号处理器的运行灵活性和速度基于一个高度专业化的指令集.图7高速数据采集板实物图 Fig. 7 High speed data acquisitionboard physical map4结语本文通过高速数据采集模块的设计，充分利用D S P 适合于进行数字运算的特点和FPG A 高集成度，实现了对分布式光纤感温探测系统高速信号的实时采样.通过软件界面显示监控信息，显示直观明了，监控方式灵活，不仅可以整体监视光纤上的温度，还可分段监视光纤的详细分布状况.该系统监测范围广，测量距离长，温度检测范围为-30〜120°C ，测量距离长达几千米甚至上万米;温度测量精度高，可达±1 °C ，且定位精度高，可达1 m ，可随时显示任何一点的温度状态.软件在Windows 操作系统中工作，适合现代操作系统的发展趋势.参考文献：[1]刘苏敏，刘辉，姚斌，等.光纤光栅感温火灾探测系统在地铁区间隧道中的应用[J ].城市轨道交通研究,2012(9) ：49-52.LIU S M ,L IU H ,Y A 0 B ,e t al. Application of optical fiber grating temperature detection system in metro tunnel [ J ].Urban Mass T ra n sit,2012(9) ： 49-52.[2 ]毛保华.城市轨道交通[M ].北京:科学出版社，2001.[3] 杨如祥，飞赵，展鲁• Method for measuring temperatureof distributed optical fiber temperature transducer system ： 101256098 A [P ]. 2008-09-03.[4]江梦梦.分布式光纤感温火灾探测系统在公路隧道中应48广东工业大学学报第33卷用的若干影响因素研究[D].合肥：中国科学技术大学工程科学学院，2014.[5]孙文海,李斌兵.分布式光纤感温火灾探测报警系统应用研究[J].消防技术与产品息,2014(5):14-17.SUN W H,L I B B. Application research of distributed optical fib e r sensing system for fire detection and alarm system [J].Fire Technique and Products Inform ation, 2014 ( 5 )：14-17.[6]方曼.分布式拉曼光纤温度传感器系统及温度分辨率提高的研究[D].成都：电子科技大学光电信息学院，2004.[7]刘媛，孙志慧，王昌.基于拉曼散射的分布式光纤传感系统研究及应用[C]//中国光学学会2010年光学大会论文集.天津:中国光学学会,2010.[8]严洪，姜明武，徐海峰.基于R am an散射型光纤感温火灾探测器的优化设计[J].广东公安科技,2010，18 ( 3 ): 51-54.YA N H,J IA N G M W,X U H F. Optimum design of the fiber sensing temperature fire detector based on Raman scattering [J].Guangdong Gongan K e j i,2010,18(3)：51-54.[9]陈健沛，李伟良，蔡志岗.分布式拉曼光纤测温系统研究进展[J].广东工业大学学报,2015,32(3).102-109.CHEN J P,L I W L, C AI Z C. Review of distributed optical fiber. Rman temperatare measuring system [ J ].Journal of Guangdony Vniversiy of Technoloyy, 2015,32( 3 ) ：102109.[i〇]薛志国.分布式测温光纤在高速高路的应用[j].山西电子技术,2015(2):16-17.XUE Z G. Application of distributed temperature measure-(上接第37页）[18] SINGH G, T IW A R I V S, GUPTA P K. Role of oxygen vacancies on relaxation and conduction behavior of K N b03c e ra m ic[J]. J Appl Phys, 2010, 107(06) ：064103.[19] W ANG J, TANG X G, CHAN H L W, et al. Dielectricrelaxation and electrical properties of 0. 94P b( Fe1/2N b1/2 )03-0. 06P b T i03single crystals[ J].A ppl Phys L e tt, 2005,86(15)：152907.[20JS T E IN S V IK S, BUGGE R, GJONNES J, et al. The defect structure of SrFe^Tij _x03 (^=0-0.8)investigated by electrical conductivity measurements and electron energy loss spectroscopy (E E L S)[J].J Phys Chem Solids,1997, 58(6): 969-976.[21 ] L IN G C, L IU H, ZH AN G J X. Oxygen vacancy relaxationin Ca3Co409 + s ceramics [ J ].Solid State Phenomena,ment optical fiber in highway[ J]. Shanxi Electronic Technology,2015 (2)：16-17.[11] 桑雷，张杰，王信群.分布式光线感温火灾探测系统在地铁隧道的应用[J].工业安全与环保，2013,39(8):52-55.SANG L,Z H A N G J,W A N G X Q. Application of distributed optical fib e r temperature sensing fire detection systemin one subway tunnel [ J ].Industrial Safety and Environmental Protection,2013 ,39(8)：52-55.[12]李志鹏.分布式光纤测温系统的研究与进展[J].电气技术,2015,34(1):57-63.L I Z P. Research and development of distributed optical f iber temperature measurement system [ J ].Electrical Engineering,2015 ,34( 1) ：57-63.[13 ]夏彦文,叶金祥，刘华，等.激光脉冲在阶跃型多模光纤中的传输[J].强激光与粒子数,1996,11 (3) :284_288.X IA Y W,Y E J X,L IU H,e t al. Study on the propagationcharacteristic of ultravioletpicosecond laser pulse in step-index multimode fib e r[ J]. Strong Laser and Particle Number. 1996,11 (3 ) ：284-288.[14]李艳明.基于Q t跨平台的人机交互界面的研究和应用[D].重庆:重庆大学软件学院，2〇07.[15 ]霍亚飞.Qt Creator快速人门[M].北京:北京航空航天大学出版社,2014.[16]曾云，胡频.嵌人式数据库在Q T中的应用研究与实现[J].国外电子测量技术,2010,29(9):73-76.ZENG Y,H U P, Study and application of embedded database in QT software [ J ].Foreign Electronic MeasurementTechnology,2010,29 (9)：73-76.2012, 184(3)：98-103.[22]L IU L J, HUANG Y M, SU C X, et al. Space-charge relaxation and electrical conduction in K0 5Na05N b03at high temperatures[ J]. Appl Phys A, 2011, 104 ( 4)：10471051.[23] ZH AN G T F, TANG X G, L IU Q X, et al. Oxygen-vacancy-related relaxation and conduction behavior in(P t^^ (Z r0 95T i0 05 )O3ceramics[ J].A IP Advances, 2014,4 (10)：107141.[24]L IU L J, HUANG Y M, L I Y H, et al. Oxygen-vacancy-related high-temperature dielectric relaxation and electrical conduction in0. 95 K0 5 Na05 NbOs-0. 05B aZr03 ceramic[J].Physica B, 2012, 407(1)：136-139.。

西安盛赛尔电子 TGW-919A 光纤光栅感温火灾探测系统说明书

TGW-919A光纤光栅感温火灾探测系统使用说明书西安盛赛尔电子有限公司2007-5-8§1概述TGW-919A光纤光栅感温火灾探测系统是由西安盛赛尔电子有限公司研制的，它是以光纤作为信号的传输与传感媒体，利用布喇格光栅的温度敏感性和光的反射原理，能够实时探测沿光纤光栅感温点的温度变化情况，超限时能声光报警。

该产品检测灵敏度高；可进行分布测量，测量点可在5km范围内任意设置；现场无电检测，本质安全防爆、抗电磁干扰、防雷击。

特别适合石油、天燃气管道、化工、冶金、电力、消防、能源、仓储、军工、核工业等场所使用。

§2TGW-919A光纤光栅感温火灾探测系统主要特点1.采用光栅进行信号检测、光纤进行信号传输，实现无电检测，本质安全防爆。

2.使用先进的光纤光栅作为测量单元，技术先进，测量精度高。

3.采用分布式测量方式，测量点多，方式灵活。

4.使用成熟的光电元件，成本低，可靠性好。

5.系统结构紧凑，安装简单，维护方便。

§3TGW-919A光纤光栅感温火灾探测系统主要性能指标1）类型：差定温、可复位功能型2）电源供电方式：DC24V由直流电源提供3）报警温度出厂设定：报警70℃（用户可修改）4）测温范围：0℃～95℃5）测量温度误差：±5℃6）响应时间：≤30s7）远传距离：≤10km8）环境温度：-40～40℃9）相对湿度：≤90%10）最小弯曲半径：300mm§4TGW-919A光纤光栅感温火灾探测系统基本组成TGW-919A光纤光栅感温火灾探测系统主要由光纤光栅感温火灾探测器和光纤光栅感温火灾探测信号处理器组成。

光纤光栅感温火灾探测器由感温传感器探头、连接光缆、光缆连接器、传输光缆等部分组成。

图1为TGW-919A光纤光栅感温火灾探测系统的结构示意图。

12121121121211211212112112121121使用现场3控制室内火灾信号报警控制器处理器45 76图1TGW-919A光纤光栅感温火灾探测系统结构示意图1感温传感器探头2连接光缆3光缆连接器4传输光缆5信号处理器6电缆2×1.57报警控制器或系统计算机光纤光栅感温火灾探测信号处理器由调制解调器、信号转换处理电路和报警显示电路等部分组成。

光纤感温火灾探测系统方案概要

光纤感温火灾探测系统方案概要一、背景和意义：电厂是一个火灾隐患较高的场所，传统的火灾探测系统在电厂内部不易布设，且存在误报率较高的问题。

而光纤感温火灾探测系统采用光纤作为传感器，具有灵敏度高、误报率低、适应性强等优点，能够实时监测电厂内部的温度变化，及时发现火灾隐患，提高火灾的预警能力和安全性。

二、系统组成：1.光纤传感器：将光纤布设在电厂的关键区域，例如变压器室、燃烧器室等，实时监测温度的变化。

2.光纤信号采集模块：负责接收光纤传感器传来的光信号，并将其转化为电信号。

3.数据处理与分析模块：对采集到的温度信号进行处理和分析，判断是否存在火灾隐患，并进行报警。

4.报警装置：包括声光报警器、短信报警装置等，用于及时警示人员火灾危险。

三、系统工作流程：1.光纤传感器监测温度：光纤传感器根据预设的监测区域和参数，实时监测电厂内部的温度变化。

2.光纤信号采集：传感器将温度变化转化为光信号，光纤信号采集模块接收光信号，并将其转化为电信号。

3.数据处理与分析：数据处理与分析模块对采集到的电信号进行处理和分析，判断是否存在火灾隐患，如果温度超过预设阈值，则判定为火灾隐患。

4.报警装置触发：当系统判定存在火灾隐患时，报警装置会及时触发，通过声光报警和发送短信等方式通知相关人员。

四、系统优势：1.高度准确：光纤传感器能够实时监测电厂内部的温度变化，并能够精确判断是否存在火灾隐患，减少误报率。

2.实时性强：光纤感温火灾探测系统采用实时监测技术，能够及时发现火灾隐患，提高火灾的预警能力和安全性。

3.适应性强：光纤传感器布设灵活，可以根据电厂的具体情况和需求，选取合适的布设位置和数量，具有较高的适应性。

4.系统可靠性高：光纤感温火灾探测系统采用光纤作为传感器，具有较高的抗干扰能力和可靠性，适合电厂等火灾隐患较高的场所使用。

五、总结：光纤感温火灾探测系统在电厂中的应用，能够实时监测电厂内部温度变化，及时发现火灾隐患，提高火灾的预警能力和安全性。

光纤感温火灾预警监测系统的设计与应用分析

由于目前常规的火灾报警系统设备存在总线长度有限、回路容量不够，而其他线性感温报警元件保护范围小、不能定位报警点、不能实时显示等技术困难，目前在已经运营和在建的地铁隧道都没有安装感温报警元件，成为地铁防灾的安全死角和空白盲点。鉴于地铁严峻的安全需求，为了消除地铁火灾探测监控的安全死角和空白盲区，更加有效地保护国家和人民的生命和财产安全，选择和研究适用于新型的地铁隧道火灾自动报警监测系统非常重要。本文以广州地铁作为依托，对隧道光纤感温预警监测系统的设计与应用研究进行了探讨。
地铁隧道光纤感温火灾预警监测系统是基于 ROTDR、ROFDR原理( 即利用激光在光纤中传输能够产生背向散射) ，在光纤中注入一定能量和宽度的激光脉冲，它在光纤传输的同时不断产生背向散射光波，这些背向散射光波的状态受到所在光纤散射点的温度影响而有所改变，将散射回来的光波经波分复用、放大、光电转换、检测解调处理后，送入信号处理系统便可将温度信号实时显示出来，并且由光纤中光波的传输速度和背向光回波的时间对这些信息定位。然后再运用卫星地面拍照数据滤波技术、专家算法、网络通信技术、高速数据处理器技术、计算机控制等众多学科的高新技术来实现和完成该系统的各项功着火点位于地铁隧道断面的中部，电力电缆火灾的着火点位于地铁隧道侧壁的下部。
有文献显示，发生在隧道中的火灾多数是开放性火灾，它带有浓烟，其热辐射功率可达数兆瓦级，在几分钟内便可形成火灾。地铁隧道的风速对温度场的影响较大，在大于2I Yl ／s 的纵向风时，火焰向上飘动，顶部的温度仅达到6 0℃ ，在着火点 20m远的地方，顶部温度将不超过50℃。地铁隧道空间狭小，顶部温度相对较高，但其热传导仍以热辐射为主，以热对流为辅，巨温升梯度是很有效的报警参数。 3．1．2地铁隧道火灾自动监测报警的特殊需求分析

光纤测温预警系统在火电厂消防报警系统中的应用

ｔｈｉｓａｒｔｉｃｌｅｗｉｌｌｃｏｍｂｉｎａｔｉｏｎｔｏｆｏｒｍａｔｙｐｉｃｌａｄｅｓｉｇｎ．
Ｋｅｙｗｏｒｄｓ：Ｆｉｂｅｒｏｐｉｔｃｔｅｍｐｅｒａｕｒｔｅｗａｎｉｒｎｇｓｙｓｔｅｍ；Ｐｏｗｅｒｐｌａｎｔ；Ｆｉｒｅｌａａｒｍｓｙｓｔｅｍ
种线性的传感器。光纤感温探测系统是一套利用光纤作为线性感温探测器
２．１工作原理
激光脉冲在光纤中传输时，由于激光和光纤分子的相互
物理作用，会产生三种散射光：瑞利散射、拉曼散射和布里
光纤光缆和弱信号检测等技术为一体的高科技产品，主要依据激光耦合到光纤中，利用光纤的光时域反射（ＯＴＤＲ）和光
纤的背向喇曼散射温度效应。一条数公里长的感温光缆（光
（３）用于发电机冷却的氢气，在运行中易外漏。当氢气与空气混合到一定比例时，遇火即发生爆炸，氢爆炸事故是非常严重的。（４）发电厂中使用的电缆数量很大，而电缆的绝缘材料又易燃烧，一旦电缆着火往往扩大为火灾事故。
（广东茂名臻能热电有限公司，广东茂名５２５０００）
【摘要】光纤感测温预警系统是较不常见的消防探测系统，电厂消防是典型的工程，本文将两者结合形成一个典型设计。

光纤光栅电力行业火灾监测技术方案

光纤光栅电力行业火灾监测技术方案一.电力行业火灾监测概述1.l概述电力系统中的关键电气设施的安全运行是电力系统的有效保障，也是整个国民经济正常运转的基本保证。

电气设施产生故障的大部分原因是设备局部过热引起的，主要是由于电气设备的裸露接头压接不良，在大负荷电流作用下，接头温度升高，轻则发生停电故障，重则引发火灾，造成重大经济损失。

为了有效防范供电系统因温升引发的停电/火灾事故，近几年市场上出现了多种不同类型的测温产品，如红外线测温仪、电子类测温仪和光学类测温仪。

红外线测温仪因信号不能远传，不能构成实时在线监测；电子类测温仪因信号传输距离不远，绝缘性能差，而且信号易受干扰等原因正逐步退出市场；而光学类测温仪则因其绝缘性能好，可多个探头串接,可远距离传输信号,不受干扰等优势正逐步取代传统的电子类产品。

本文介绍的光纤光栅电力温度安全在线监测系统就是将光探测技术应用于电力系统。

1.2火灾监测系统应用范围【高压变压器的测量】通过对变压器温度的检测，可以在线实时反映变压器的运行情况，通过系统的预警、报警功能，及时的显示变压器的异常状况，对变压器可能存在的问题提供参考数据。

【高压变电站的监测】通过对变电站、开关柜、母线接头等的温度监测，可以实时反映各个测试点的运行情况，对异常情况及时报警，并通过通讯端口传输到中心控制站，达到变电站无人值守运行。

【电力环网柜的测量】在保证正常输电的同时，对各环网柜进行定期巡检，及时发现事故隐患及时处理。

记录环网柜各个时期的运行数据，并对其分析，可以有效地了解整个电网的营运状态。

【电力传输线的测量】电力传输线的损坏会极大地影响各方面的正常生活和正常生产，对其长期实时的监控，能在事故发生之前提出警告，尤其是地埋电缆隐患不易发现，对它的监控更具重要意义。

二.EsafelOOO光纤光栅电力温度安全在线监测系统介绍北京品傲光电科技有限公司研发的EsafelOOO光纤光栅电力温度安全在线监测系统使用光纤作为感温元件和信号传输介质，为提高光纤对温度的敏感程度及准确定位能力采用国际最先进的光纤局部加工技术，在普通单模光纤上制作一系列的温度敏感区——光纤光栅,这些敏感区可以精确、灵敏地探测到周围温度的细微变化，而光纤的其他部分只是用于信号传输，对机械应力和环境干扰不敏感，从而保证整个光纤光栅感温探测系统的高灵敏性和低误报率。

光纤感温火灾探测系统设计方案

光纤感温火灾探测系统设计方案光纤感温火灾探测系统是一种基于光纤传感技术的火灾探测系统，通过检测火灾区域温度的变化，及时报警并采取措施，以防止火灾事故的发生。

在电厂这种特殊环境下，火灾的危害性更加严重，因此光纤感温火灾探测系统的设计方案需要特别考虑电厂的特点和要求。

首先，对于电厂这种大型工业厂房，光纤感温火灾探测系统的布设需要全面而有效地覆盖整个区域。

可以采用多通道分布式光纤感温系统，通过布置多个探测器，使得可以对大范围进行监测。

同时，还可以在关键区域设置额外的热像仪监测，以提高火灾探测的准确性和可靠性。

其次，电厂作为一个高温工作环境，对于光纤感温火灾探测系统的温度范围和工作条件也有一定的要求。

因此，选择适用于高温环境的耐高温光纤和传感器非常重要。

这样可以确保在高温环境下能够正常工作，并且能够准确检测到火灾的温度变化。

此外，电厂中还需要考虑到光纤感温火灾探测系统的稳定性和可靠性。

可以采用冗余布线和备份系统的设计，以防止单点故障的发生。

同时，还可以通过定期的维护和检测，确保系统的正常运行，并及时处理故障。

在报警方面，考虑到电厂可能存在噪音和复杂的工作环境，光纤感温火灾探测系统的报警方式需要能够清晰明确地传达火灾信息。

可以采用声光报警器、短信推送等多种方式，以确保火灾报警能够及时准确地传达给相关人员，以便及时采取应对措施。

最后，为了提高系统的管理效率，可以结合智能化技术，将光纤感温火灾探测系统与其他安全系统进行集成管理。

可以通过中央控制室对系统进行远程监控和管理，实现对系统的实时监测、故障诊断和报警处理，提高整个电厂的安全性能。

综上所述，针对电厂这种特殊的工业环境，光纤感温火灾探测系统的设计方案需要充分考虑火灾探测的范围、温度要求、稳定性和可靠性等因素。

通过合理的布设、高温耐受能力的传感器选择、冗余设计和智能化集成，可以有效提升电厂的火灾探测和防范能力，降低火灾事故的发生率。

火灾报警中分布式光纤温度传感系统设计

火灾报警中分布式光纤温度传感系统设计点击：196 次摘要：随着光纤技术的发展,光纤传感技术已经广泛地应用在工业、农业、化工等领域中.探讨了基于Rayleigh散射基础上的分布式光纤传感技术在火灾报警系统中的应用,并给出了设计方案.关键词：分布式光纤传感器;Rayleigh散射;衰减;火灾报警1引言分布式光纤感温技术是一种实时的、在线的、多点的温度传感技术，是近年来发展起来的一种可用于实时测量温度场的新技术。

在分布式光纤温度传感系统中，光纤既是传感器又是信号传输的通道，系统利用光纤所处空间温度场对光纤中的后向散射光信号进行调制，再经过信号的解调、采集和处理之后将温度信息实时地显示出来。

在时间上，利用光纤中光波的传输速度和后向光回波的时间差，结合OTDR技术对所测得的温度点进行准确定位。

分布式光纤传感系统由于其抗干扰力强、耐腐蚀、耐高温等特性，在很多高温、高热等恶劣环境下具有特殊的优势，近年来已经广泛地应用于煤矿、隧道的火灾自动报警系统，也可用于油库、危险品库、军火库的火灾报警系统。

2 系统主要原理及可行性设计分布式光纤传感技术是将光纤沿温度场铺设，利用光纤几何上的一维特性进行测量，它把被测量作为光纤位置长度的函数，可以在整个光纤长度上对沿光纤几何路径分布的外部物理参量进行连续的测量，为工业和研究领域提供了同时获取被测物理参量的空间分布状态和随时间变化的信息的手段。

火灾报警系统主要是要求对温度的响应要快，定位要准，误报漏报少，设备简单。

同时根据起火时刻的特征，在起火点附近的环境温度会发生跃变，而不同于一般情况下空气温度的缓慢变化。

设计方案：沿被测物理量(温度)的分布场铺设光缆，并在光纤上安装多个形状记忆合金探头。

激光光源从光纤入射，光在传输过程中产生后向散射光返回光入射处。

在火灾发生的初期，环境温度的升高使记忆合金探头发生收缩，从而导致光纤形变，引起光纤的微弯损耗，在光注入处用光探测器件(APD)可将后向Rayleigh散射光采集到中心控制室进行数据的分析和处理。

光纤感温火灾探测系统方案

光纤感温火灾探测系统方案(电厂)(总17页)--本页仅作为文档封面，使用时请直接删除即可----内页可以根据需求调整合适字体及大小--电厂火灾监测系统技术建议书线型光纤感温火灾探测系统深圳市迅捷光通科技有限公司2011年7月目录一、引言........................................... 错误!未定义书签。

二、光纤测温工作原理............................... 错误!未定义书签。

三、线型光纤感温火灾探测系统方案................... 错误!未定义书签。

1.系统概述......................................... 错误!未定义书签。

2.系统组成......................................... 错误!未定义书签。

感温光缆........................................... 错误!未定义书签。

测温主机........................................... 错误!未定义书签。

上位机监控软件..................................... 错误!未定义书签。

火灾报警和报警控制器............................... 错误!未定义书签。

远程通信模块....................................... 错误!未定义书签。

3.系统特点......................................... 错误!未定义书签。

四、系统方案设计................................... 错误!未定义书签。

五、施工方案....................................... 错误!未定义书签。

基于光纤光栅传感技术的火灾预警系统设计

基于光纤光栅传感技术的火灾预警系统设计随着城市化和工业化的不断发展，火灾事故的发生频率也在不断上升。

火灾造成的人员伤亡和财产损失不容小觑。

因此，设计一套可靠的火灾预警系统，对于防范火灾、减少火灾损失具有重要意义。

当前，基于光纤光栅传感技术的火灾预警系统已经逐渐成为研究的热点。

本文将从系统的原理、设计方案、实现及发展前景等方面进行探讨。

一、技术原理基于光纤光栅传感技术的火灾预警系统，通过光纤光栅的变化来检测环境温度和烟雾浓度等气体信息。

光栅传感器是一种基于光学波导原理的传感器，可以对物理量进行实时监测。

当光栅传感器受到外界力、温度、压力等因素作用时，光栅内部产生位移或形变，材料的折射率也会发生改变，因此通过测量反射光的强度和频率变化，可以确定被测物理量的大小。

二、设计方案光栅传感器的设计需要考虑多个因素，包括光纤的长度、光栅周期、光栅反射率等。

为了保证系统的稳定性和可靠性，我们选择细长型的光栅传感器，可以在有限空间内实现高精度的测量。

同时，还需灵活选择光栅周期和反射率，以满足不同环境的需求。

基于光纤光栅传感技术的火灾预警系统，需要同时测量环境温度和烟雾浓度。

为了提高测量精度和响应速度，我们选择了高灵敏度的探头，并将探头放置在可能出现火灾的区域，如厨房、石化工厂等。

系统还需要配备数据采集设备和报警器等组件，实现对数据的采集、存储和分析，并能够及时发出火灾警报。

三、实现在实现基于光纤光栅传感技术的火灾预警系统时，首先需要进行光纤的布线。

通常情况下，光纤采用多芯硅光纤或单芯双层光纤，具有高稳定性和耐高温性。

接着安装探头和报警器，对系统进行调试和测试，检查光栅传感器稳定性、精度和灵敏度等性能参数是否满足要求。

最后对数据采集设备和报警器进行调试，测试系统是否能够正常运行并发出准确的报警信号。

四、发展前景基于光纤光栅传感技术的火灾预警系统，具有精度高、响应速度快、布线方便等优点，可以为火灾预防和减少火灾损失做出重要贡献。

分布式光纤线型感温火灾探测系统电缆监测预警方案之欧阳与创编

分布式光纤线型感温火灾探测系统电缆监测预警方案之
欧阳与创编
一、简介
欧阳与创编联合开发的分布式光纤线型感温火灾探测系统电缆监测预
警方案是当今发展最先进的火灾安全监测预警系统之一、它可以多种形式
监测建筑物的火灾危险状况，实时侦测温度和火灾发生的可能，以便及时
采取有效的防火措施。

二、工作原理
欧阳与创编联合开发的分布式光纤线型感温火灾探测系统电缆监测预
警方案是一种利用光纤传感技术来实现火灾安全监测的预警系统。

它采用
独特的双绞线光纤传感器组网，将数据与控制信号进行无损传输，以降低
火灾发生时的温度变化，并可实时监测各类建筑物的火灾安全状况，以便
及时采取有效的防火措施。

三、应用特点
该分布式光纤线型感温火灾探测系统电缆监测预警方案具有安装维护
简便、监测精准度高、安全可靠等优点，使得火灾安全监测得以高效实现。

其中，欧阳与创编开发的独特双绞线光纤传感器，能够实时采集现场温度
变化，具有测温精准、灵敏性高、负载稳定等特点。

另外，它的网络结构
采用了分布式网络拓扑，可以延伸各个建筑物的火灾安全监测网络，以及
实现更高层次的数据管理和控制操作，从而实现高效可靠的火灾安全监测。

火力发电厂中基于光纤传感技术的火灾报警系统设计

火力发电厂中基于光纤传感技术的火灾报警系统设计【摘要】针对国内外电厂对缆式线型感温的设计要求，突出了线型感温探测的重要性。

从光纤感温探测的原理开始，对整套系统进行了结构性研究。

主要研究了系统结构、探测光缆、控制器等组件。

结合拉曼散射原理，剖析温度变化引起探测光缆的吸收和反吸收效应；强调了光学感温探测系统的应用优势和安装条件等。

最后结合实体项目，分析对比了传统感温电缆和光学感温探测系统在实际工程应用中的优缺点，并提出了优化方案，以提高火灾报警系统的工作效率。

【关键词】火力发电厂；分布式光纤测温；光纤感温探测系统；工程应用1、前言火灾自动报警系统的设计目的就是要保护人民群众的生命和财产安全，系统能否及时、准确的告知火警部位、编号、分布地，对抢险工作至关重要。

目前我国火力发电厂内，大多采用感温电缆的模式，利用微机调制器与一定长度的感温电缆连接使用。

微机调制器内设信号处理电路，包括信号采集、信号放大转换电路、显示电路等，是通过监视电缆的电流变化来报警的，如电流增大，微机调制器就认为有火警。

但这种模式，有很大的局限性，而分布式光纤测温装置能很好的解决传统感温电缆模式的缺陷，但其自身也有一些弊端。

本文通过对这两种测温方式的比较，从性能和经济上提出火力发电厂中配置的优化方案。

2、电厂工程设计依据根据《火力发电厂与变电所设计防火规范》（GB50229）和《火灾自动报警系统设计规范》（GB50116）的规程要求，一般国内电厂的火灾报警系统设计，普遍采用集中报警和控制中心报警两种方式。

这两种方式的火灾报警系统中探测报警设备包括点型探测器和线型感温探测器以及手动报警按钮等报警装置。

3、线型感温设计分析按自1960年以来全国电力系统统计到的发生电缆火灾的事故分析，由外界火源引起电缆着火延燃的占总数70%以上。

外界因素大致可分以下几类：（1）汽轮机油系统漏油，喷到高温热管道上起火，而将其附近的电缆引燃。

（2）制粉系统防爆门爆破，喷出火焰，冲到附近电缆层上，而使电缆着火。

电厂光纤测温预警系统设计方案书

电厂光纤测温预警系统设计方案书预览说明:预览图片所展示的格式为文档的源格式展示,下载源文件没有水印,内容可编辑和复制电厂光纤测温预警系统设计方案书北京利达华信电子有限公司目录1．概述 (3)1.1行业背景 (3)1.2设计依据 (4)1.3设计原则 (5)2、应用方案： (6)2.1厂区综合管架电缆桥架 (6)2.2变压器区域 (7)2.3油箱 (8)2.4输煤系统 (8)2.4系统示意图 (9)3．线型光纤感温火灾探测器 (11)3.1主机硬件 (11)3.2主机软件 (12)4. 产品原理和参数 (14)1．概述1.1行业背景随着我国经济的发展, 电力系统正在朝着高电压、大电网、大容量、自动化的方向发展，一旦发生事故便会对国民经济造成巨大的损失。

如何对正在运行的电力设备进行在线监测并进行安全预测和温度变化趋势分析，如何通过实时数据对设备质量、运行环境、运行方式、设备老化、负荷不平衡等进行科学分析，这些都是电力系统中迫切需要解决的问题。

传统的红外测温仪、红外成像仪、感温电缆、热电阻式测温系统等只能对电力系统的局部位置进行测温，无法为安全、经济运行、高效监测提供科学依据。

“线型光纤感温火灾探测系统”作为火灾探测报警的新型成熟产品，其中光纤传感系统的探测器是特种铠装光缆，通过激光信号感测和传输信息，其光纤的本质安全、绝缘和防爆特性，在发电行业的消防系统中可以得到广泛应用。

由它组成的火灾报警系统，可以实时监测企业中电缆隧道、电缆廊桥、变压器、油箱、输煤系统等部分的火灾隐患监控。

我公司生产的线型光纤感温火灾探测器JTW-XOM-LDDTS2K/3K/4K 多个机型均通过了国家消防电子产品质量监督检验中心依据国家标准<<线型光纤感温火灾探测器>>(GB/T 21197-2007)的型式检验,是符合国家标准最高要求的产品。

本产品依托光纤独到的特性，在发电行业的火灾报警系统中，起到越来越多的作用，显著提高发电行业的安全生产水平。

DB43T-480- 线型光纤感温火灾探测系统设计、施工及验收规范之欧阳术创编

目次前言 (Ⅱ)引言 (Ⅲ)1 范围 (1)2规范性引用文件 (1)3术语和定义 (1)4系统设计 (2)5 系统施工 (4)6 调试 (5)7竣工验收 (6)8 运行与维护管理 (6)9 用词与条文说明…………………………………………………………………… (7)附录A（规范性附录）线型光纤感温火灾探测器设置示意图 (8)附录B（规范性附录）线型光纤感温火灾探测系统的分部、子分部、分项工程划分表 (12)附录C（规范性附录）施工现场质量管理检查记录 (13)附录D（规范性附录）线型光纤感温火灾探测系统施工过程检查记录 (14)附录E（规范性附录）线型光纤感温火灾探测系统工程质量控制资料核查记录 (17)附录F（规范性附录）线型光纤感温火灾探测系统工程验收记录 (18)附录G（资料性附录）日常维护检查记录 (19)附录H（资料性附录）用词说明 (20)附录I（资料性附录）条文说明 (21)前言本标准的附录A、附录B、附录C、附录D、附录E、附录F为规范性附录、附录G、附录H、附录I为资料性附录。

本标准由湖南省公安消防总队提出并归口。

本标准起草单位：湖南省公安消防总队、湖南得大消防有限公司、恒业(中国)科技有限公司、湖南消防总公司、上海华魏自动化设备有限公司。

本标准主要起草人：李修柏、何学锋、关宏、林奋强、帅卫红、徐海斌、黎和平、曾华林、刘洪义、周岚、王君、仝芳轩。

引言线型光纤感温火灾探测系统由线型光纤感温火灾探测器和火灾报警控制器组成，是综合应用了大功率激光传导和耦合、光纤传感、微弱信号检测及计算机信息处理技术于一体的高新技术配套设备。

具有防爆、防腐蚀、抗电磁干扰、保护面积大、探测报警准确及安装使用灵活方便等特点，具有智能化、网络化、判据组态灵活、人机界面友好、免维护等功能，适合于在电力、冶金、石化、公路交通及市政隧道等行业推广应用。

为了贯彻落实《国务院关于进一步加强消防工作的意见》（国发〔2006〕第15号）提出的“坚持科技先行，依靠科技进步不断提升防火、灭火和救援能力”的要求，便于线型光纤感温火灾探测系统的工程设计、施工及验收而制定本规范。