消防新技术的应用PPT83页(图文并茂)
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几个消防新技术的应用
几个消防新技术的应用
一、光纤差定温探测器 二、光纤光栅感温火灾探测系统 三、反射式红外光束感烟探测器 四、空气采样感烟探测器 五、双波段火灾探测器 六、消防炮
一、光纤差定温探测器
简介：
瑞士于20世纪90年代推出缆式线型光纤感 温火灾探测报警系统并成功地应用于地
铁及隧道的保护。是世界上首先推出的 该类系统。可测40-90℃范围内的任何温 度，在2000米长感温光缆线上对火灾发 生地点定位精度为2米。日本于1995年 开发出新型缆式光纤感温火灾探测系统 报警，在1000米感温光纤长度上定位精 度为1-5米，温度探测误码差±3℃。 作为光纤感温火灾探测器，由于传统方
式不同，可分为两种类型，即传感型号 和传光型。
简介：
前者是利用光纤本身作为传感元件，直接 对温度发生作用并把温升变化量所引起 的光导变化进行传输；后者是利用其他 传感元件对温度发生敏感而影响光导变 化，光纤本身不受温升影响。 线型光纤感温火灾探测系统克服了普通 型火灾探测器在安装使用上的缺陷，抗 干扰能力强，已成为国际上推崇的用于 地铁站道、隧道、地下电缆沟及大型仓 库等建筑保护用火灾探测报警系统。
分布式光纤感温探测器工作原理
分布式光纤温度传感器是利用 光纤几何上的一维特性，将高功率 光脉冲送入光纤，以光纤中的微小 不均匀性产生的后向散射为基础， 通过光时域反射测试技术来测量返 回的散射光强随时间的变化记录下 来，就可知道沿光纤路径的多点温 度分布情况。
分布式光纤感温探测器工作原理
分布式光纤感温探测器工作原理
光纤感温探测器主要性能指标
(1)探测器采用62．5／125μm标准的单芯渐变 折射多模光缆，丙烯盐外涂层。外套低烟无 卤护套。
(2)光缆衰减<3．5dB／km，整个系统衰减应 <10 dB。
(3)动态最小弯曲半径≤120mm，静态最小弯曲 半径≤60mm。
(4)允许拉力：短期≤1000N，长期≤400N。
(5)允许侧压力：短期≤1000N／10em，长期 ≤300N／10em。
(6)适用环境温度-40℃一90℃。
(7)采用单端测量方式，探测范围不小于4km。
光纤感温探测器主要性能指标
光纤控制器 (1)能进行不间断、多点连续分布的温度数据
测量。 (2)可设定多级定温报警，也可以设定温升速
率报警或两种方式的综合。温升速率的设定 值根据现场监测情况确定。温升变化函数可 以随着时间的推移，在不断消除错误警报的 基础上，按照温度变化率进行相应的调整。 报警值及分区长度可调整到符合现场实际情 况。 (3)采用单端测量方式，最长可连续连接不小 于4000米探测光缆。 (4)测量精度最小可达到≤±2℃，温度分辨率 1oC。
光纤感温探测器主要性能指标
光纤控制器 (5)定位精度≥1．5m，取样间隔≥2．5米。 ； (6)快速系统轮巡，在15秒内完成整条光缆回路的
测量。 (7)4000米探测光缆最大分区为100个。 (8)能自动检测的光纤断路点。 (9)能100路继电器输出用于报警控制。 (11)带标准RS232通信接口 (12)工作温度：0oC一40oC。 (13)存储温度：-40oC～+65oC。 (14)工作环境湿度：<5％一95％(无凝露)。
光纤的安装方法
应用于高压电缆的适时测温：光纤的安装方法通 常有两种，一种是表贴式，另一种是内绞合式
光纤的安装方法
应用隧道内的适时测温：光纤要安装在距 顶100-150mm处，用线卡固定
测温系统与消防主机联动方式
由于能100路继电器输出用于报警控制 ，就可以根据需要通过输入模块与报警
系统连接，从而实现对相应动作的系统 设备的联动控制。
二、光纤光栅感温火灾探测系统
光纤光栅火灾报警探测系统
光纤光栅自动火灾报警系 统是近几年才发展起来的新系 统。我们就以武汉理工光科的 TGW光纤光栅自动火灾报警系 统为例加以说明。
光纤光栅Bragge波长的变化与环境温度 变化有着简单的线性关系，通过测量光 纤光栅Bragge波长，可以测得环境温度 。当温度的变化或者温变速率超过事先
设定的某个门槛值时，即可给出报警信 号。
光纤光栅感温火灾探测系统工作原理
由于各种不同因素导致探测现场上光 纤光栅周围的温度发生变化时，将使光 栅周期或者纤芯折射率产生变化，从而 产生光栅Bragge(布喇格)信号的波长 位移△λ，通过监测Bragge波长的变化 情况，即可获得探测现场上光纤光栅周 围温度变化的状况。
光纤光栅感温火灾探测系统工作原理
光纤布喇格光栅结构示意图
光纤光栅感温火灾探测系统工作原理
光纤的材料为石英，由芯层和包层组成。 通过对芯层掺杂（通常是掺锗），使芯层折 射率n1比包层折射率n2大，形成波导，光就 可以在芯层中传播。当芯层折射率受到周期 性调制后，即成为布喇格光栅。布喇格光栅 会对入射的宽带光进行选择性反射，反射一 个中心波长与芯层折射率调制相位相匹配的 窄带光（带宽通常约为0.1～0.5nm）。此中 心波长称之为布喇格波长。
λB 为光纤光栅中心波长
neef 为有效折射率
∧ 为光纤光栅周期
如果拉伸或压缩光纤，neef 和∧ 都会发生 变化， neef的变化是由于形变，∧的变化 是由于光弹效应，这样布喇格波长就会发 生变化。
通过监测光栅反射光的波长，就可以知 道光栅处的应变情况。如果将光纤光栅贴在结 构上或埋入结构中，使光栅和结构经受相同的 应变，我们就可以测量结构的应变，了解结构 的受力情况。 同样，如果光栅处的温度发生 变化，由于热胀冷缩 会发生变化，由于热光 效应 会发生变化，因此布喇格波长会发生变 化。这样通过监测光栅反射光的波长变化，就 可以知道光栅处的温度变化。
这一传感机制的优点在于测量精 度高、长期稳定性好、系统可靠，能 进行绝对测量，能方便地使用波分复 用技术，在一根光纤中串接多个甚至 上百个布喇格光栅探测点进行分布式、 远程测量，可实现数字式传感。
光纤光栅感温火灾探测器测温原理
系统的组成及特点
光纤光栅感温火灾探测系统由探测器 和信号处理器组成。探测器由感温探头、 连接光缆、传输光缆组成。信号处理器由 光纤光栅调制解调器和信号处理系统组成。 感温探头安装在使用现场；信号处理器安 装在控制室内（可进行声光报警，并能向 报警控制器或系统计算机输出信号）；现 场和控制室之间采用单模光缆进行信号传 输。
几个消防新技术的应用
一、光纤差定温探测器 二、光纤光栅感温火灾探测系统 三、反射式红外光束感烟探测器 四、空气采样感烟探测器 五、双波段火灾探测器 六、消防炮
一、光纤差定温探测器
简介：
瑞士于20世纪90年代推出缆式线型光纤感 温火灾探测报警系统并成功地应用于地
铁及隧道的保护。是世界上首先推出的 该类系统。可测40-90℃范围内的任何温 度，在2000米长感温光缆线上对火灾发 生地点定位精度为2米。日本于1995年 开发出新型缆式光纤感温火灾探测系统 报警，在1000米感温光纤长度上定位精 度为1-5米，温度探测误码差±3℃。 作为光纤感温火灾探测器，由于传统方
式不同，可分为两种类型，即传感型号 和传光型。
简介：
前者是利用光纤本身作为传感元件，直接 对温度发生作用并把温升变化量所引起 的光导变化进行传输；后者是利用其他 传感元件对温度发生敏感而影响光导变 化，光纤本身不受温升影响。 线型光纤感温火灾探测系统克服了普通 型火灾探测器在安装使用上的缺陷，抗 干扰能力强，已成为国际上推崇的用于 地铁站道、隧道、地下电缆沟及大型仓 库等建筑保护用火灾探测报警系统。
分布式光纤感温探测器工作原理
分布式光纤温度传感器是利用 光纤几何上的一维特性，将高功率 光脉冲送入光纤，以光纤中的微小 不均匀性产生的后向散射为基础， 通过光时域反射测试技术来测量返 回的散射光强随时间的变化记录下 来，就可知道沿光纤路径的多点温 度分布情况。
分布式光纤感温探测器工作原理
分布式光纤感温探测器工作原理
光纤感温探测器主要性能指标
(1)探测器采用62．5／125μm标准的单芯渐变 折射多模光缆，丙烯盐外涂层。外套低烟无 卤护套。
(2)光缆衰减<3．5dB／km，整个系统衰减应 <10 dB。
(3)动态最小弯曲半径≤120mm，静态最小弯曲 半径≤60mm。
(4)允许拉力：短期≤1000N，长期≤400N。
(5)允许侧压力：短期≤1000N／10em，长期 ≤300N／10em。
(6)适用环境温度-40℃一90℃。
(7)采用单端测量方式，探测范围不小于4km。
光纤感温探测器主要性能指标
光纤控制器 (1)能进行不间断、多点连续分布的温度数据
测量。 (2)可设定多级定温报警，也可以设定温升速
率报警或两种方式的综合。温升速率的设定 值根据现场监测情况确定。温升变化函数可 以随着时间的推移，在不断消除错误警报的 基础上，按照温度变化率进行相应的调整。 报警值及分区长度可调整到符合现场实际情 况。 (3)采用单端测量方式，最长可连续连接不小 于4000米探测光缆。 (4)测量精度最小可达到≤±2℃，温度分辨率 1oC。
光纤感温探测器主要性能指标
光纤控制器 (5)定位精度≥1．5m，取样间隔≥2．5米。 ； (6)快速系统轮巡，在15秒内完成整条光缆回路的
测量。 (7)4000米探测光缆最大分区为100个。 (8)能自动检测的光纤断路点。 (9)能100路继电器输出用于报警控制。 (11)带标准RS232通信接口 (12)工作温度：0oC一40oC。 (13)存储温度：-40oC～+65oC。 (14)工作环境湿度：<5％一95％(无凝露)。
光纤的安装方法
应用于高压电缆的适时测温：光纤的安装方法通 常有两种，一种是表贴式，另一种是内绞合式
光纤的安装方法
应用隧道内的适时测温：光纤要安装在距 顶100-150mm处，用线卡固定
测温系统与消防主机联动方式
由于能100路继电器输出用于报警控制 ，就可以根据需要通过输入模块与报警
系统连接，从而实现对相应动作的系统 设备的联动控制。
二、光纤光栅感温火灾探测系统
光纤光栅火灾报警探测系统
光纤光栅自动火灾报警系 统是近几年才发展起来的新系 统。我们就以武汉理工光科的 TGW光纤光栅自动火灾报警系 统为例加以说明。
光纤光栅Bragge波长的变化与环境温度 变化有着简单的线性关系，通过测量光 纤光栅Bragge波长，可以测得环境温度 。当温度的变化或者温变速率超过事先
设定的某个门槛值时，即可给出报警信 号。
光纤光栅感温火灾探测系统工作原理
由于各种不同因素导致探测现场上光 纤光栅周围的温度发生变化时，将使光 栅周期或者纤芯折射率产生变化，从而 产生光栅Bragge(布喇格)信号的波长 位移△λ，通过监测Bragge波长的变化 情况，即可获得探测现场上光纤光栅周 围温度变化的状况。
光纤光栅感温火灾探测系统工作原理
光纤布喇格光栅结构示意图
光纤光栅感温火灾探测系统工作原理
光纤的材料为石英，由芯层和包层组成。 通过对芯层掺杂（通常是掺锗），使芯层折 射率n1比包层折射率n2大，形成波导，光就 可以在芯层中传播。当芯层折射率受到周期 性调制后，即成为布喇格光栅。布喇格光栅 会对入射的宽带光进行选择性反射，反射一 个中心波长与芯层折射率调制相位相匹配的 窄带光（带宽通常约为0.1～0.5nm）。此中 心波长称之为布喇格波长。
λB 为光纤光栅中心波长
neef 为有效折射率
∧ 为光纤光栅周期
如果拉伸或压缩光纤，neef 和∧ 都会发生 变化， neef的变化是由于形变，∧的变化 是由于光弹效应，这样布喇格波长就会发 生变化。
通过监测光栅反射光的波长，就可以知 道光栅处的应变情况。如果将光纤光栅贴在结 构上或埋入结构中，使光栅和结构经受相同的 应变，我们就可以测量结构的应变，了解结构 的受力情况。 同样，如果光栅处的温度发生 变化，由于热胀冷缩 会发生变化，由于热光 效应 会发生变化，因此布喇格波长会发生变 化。这样通过监测光栅反射光的波长变化，就 可以知道光栅处的温度变化。
这一传感机制的优点在于测量精 度高、长期稳定性好、系统可靠，能 进行绝对测量，能方便地使用波分复 用技术，在一根光纤中串接多个甚至 上百个布喇格光栅探测点进行分布式、 远程测量，可实现数字式传感。
光纤光栅感温火灾探测器测温原理
系统的组成及特点
光纤光栅感温火灾探测系统由探测器 和信号处理器组成。探测器由感温探头、 连接光缆、传输光缆组成。信号处理器由 光纤光栅调制解调器和信号处理系统组成。 感温探头安装在使用现场；信号处理器安 装在控制室内（可进行声光报警，并能向 报警控制器或系统计算机输出信号）；现 场和控制室之间采用单模光缆进行信号传 输。