?1、光纖光柵線型火災(zāi)探測系統(tǒng)
??光纖光柵線型感溫火災(zāi)探測系統(tǒng)主要由光纖光柵感溫傳感器、光纖光柵感溫火災(zāi)探測信號分析儀以及連接光纜等組成。
??其原理是:通過準(zhǔn)確監(jiān)測光纖光柵的周期和有效折射率由于溫度變化而產(chǎn)生的漂移,達(dá)到對光纖光柵感溫傳感器所處環(huán)境溫度的精確測量。完整安全地把數(shù)據(jù)傳送至監(jiān)視終端。
??該系統(tǒng)是一種高可靠性的分布式在線監(jiān)測系統(tǒng),其子系統(tǒng)包括傳感器與傳感系統(tǒng)、數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)、監(jiān)控管理系統(tǒng)。
??光纖光柵線型感溫火災(zāi)探測系統(tǒng)由于該系統(tǒng)的高可靠性特別適用于城市綜合管廊、隧道等環(huán)境溫度的監(jiān)測,最新發(fā)布的GB50116–2013《火災(zāi)自動報警系統(tǒng)設(shè)計規(guī)范》中說明了“根據(jù)實體試驗結(jié)果和對隧道火災(zāi)成功探測的統(tǒng)計結(jié)果,線型光柵光纖感溫火災(zāi)探測器在隧道中雖然報警時間不是最早,但不會漏報
??該系統(tǒng)在城市綜合管廊內(nèi)的主要功能是:
??(1)系統(tǒng)可根據(jù)用戶需要對光纖光柵感溫傳感器所在區(qū)域進(jìn)行溫度巡檢,實時監(jiān)測管廊內(nèi)部環(huán)境溫度,實時傳遞火災(zāi)報警信息。
??(2)系統(tǒng)出現(xiàn)故障點時,可手動屏蔽該故障點報警,紀(jì)錄歷史數(shù)據(jù)并可紀(jì)錄當(dāng)時操作人員信息。
??(3)系統(tǒng)會跟據(jù)溫度上升的快慢程度,給出不同的報警信號,根據(jù)報警溫度不同,采用不同顏色顯示(綠、黃、紅)。
??與其他監(jiān)測方式相比,光纖光柵線型感溫火災(zāi)探測系統(tǒng)的突出優(yōu)勢在于:
??(1)早期預(yù)警、報警及時、準(zhǔn)確定位:采用先進(jìn)光纖光柵傳感技術(shù),實現(xiàn)早期探測預(yù)警、發(fā)生火災(zāi)時及時報警、精準(zhǔn)定位控制在距離監(jiān)測點±1.5米范圍內(nèi)、報警準(zhǔn)確率高。
??(2)實時在線監(jiān)測:每只傳感器具有獨立的地址編碼,可顯示、查找、紀(jì)錄每支傳感器的實時溫度,從根本上杜絕人員疏忽導(dǎo)致的事故。
??(3)本質(zhì)安全防爆、抗電磁干擾:傳感探測頭無源,監(jiān)測現(xiàn)場及施工現(xiàn)場均無需供電,防爆防靜電,本質(zhì)安全。
??(4)耐腐蝕:光纖光柵抗強(qiáng)電磁干擾、耐腐蝕性好、環(huán)境適應(yīng)性強(qiáng);
??(5)精度高:測溫精度小于±0.5℃,探測器僅對溫度敏感,系統(tǒng)穩(wěn)定可靠。
??(6)便于組網(wǎng)和長距離傳輸:采用光纖光柵為測量單元,多個感溫探測器之間相互串接,形成檢測系統(tǒng),布置靈活方便。
??(7)監(jiān)測探頭可重復(fù)使用:光纖光柵檢測探頭報警后,可恢復(fù)重復(fù)使用
??2、分布式光纖感溫系統(tǒng)
??分布式光纖感溫系統(tǒng)是一種新型的溫度探測報警系統(tǒng),對管廊內(nèi)層疊集中布置的電纜進(jìn)行溫度監(jiān)控,本質(zhì)安全。系統(tǒng)采用最新生產(chǎn)工藝,長期穩(wěn)定性好,使用壽命長;分布式光纖感溫探測信號處理器采用數(shù)字化解調(diào)技術(shù),具有大容量實時在線信號采集處理和自檢功能;系統(tǒng)可以綜合各種安全監(jiān)控參數(shù),進(jìn)行分析,有利于及時發(fā)現(xiàn)事故苗頭,及時安全控制。
??分布式光纖感溫系統(tǒng)由光纖感溫傳感系統(tǒng)、網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)、通訊傳輸網(wǎng)絡(luò)、信息處理及分析系統(tǒng)四個子系統(tǒng)組成。
??該系統(tǒng)在城市綜合管廊內(nèi)的主要功能是:
??分布式光纖線型感溫探測光纜應(yīng)采用“S”型布置在每層電纜的上表面,實時監(jiān)測溫度狀態(tài),傳遞火災(zāi)報警信息。
??3、光纖氣體傳感監(jiān)測系統(tǒng)
??城市綜合管廊在地下環(huán)境中,因燃?xì)夤艿佬孤?、瓦斯積聚等匯集地下空間中,積聚到一定程度,遇到明火即可產(chǎn)生爆炸造成極大的危害。
??基于光譜吸收原理的光纖氣體傳感檢測系統(tǒng),采用光纖作為信號傳輸介質(zhì),根據(jù)特定波段光譜吸收衰減情況,可實現(xiàn)待測氣體濃度的檢測,系統(tǒng)結(jié)構(gòu)簡單,借助諧波檢測原理,可以避免各種因素引起的檢測信號能量波動對檢測結(jié)果的影響。基于該技術(shù)的檢測系統(tǒng)具有本質(zhì)安全、靈敏度高、不受電磁干擾、檢測距離長范圍廣、維護(hù)成本低等突出優(yōu)點,極易構(gòu)成高性能的準(zhǔn)分布式檢測網(wǎng)絡(luò)。
??該技術(shù)具有靈敏度高、精度高、抗干擾性好,不易受有害氣體的影響而中毒、老化等特點,在國外得到了廣泛的應(yīng)用。特別適合地下綜合管廊距離長、潮濕、腐蝕環(huán)境中的甲烷(天然氣、沼氣)監(jiān)測。
??光纖氣體傳感監(jiān)測系統(tǒng)主要由氣體傳感器、連接傳輸光纜、光分路器及接頭盒、信號中央處理單元、計算機(jī)系統(tǒng)及外圍報警聯(lián)動設(shè)備構(gòu)成,系統(tǒng)示意圖如圖所示:
??與傳統(tǒng)電化學(xué)監(jiān)測方式相比,光纖氣體傳感系統(tǒng)具有不可比擬的優(yōu)勢:
??(1)實時濃度監(jiān)測??蛇M(jìn)行綜合管廊內(nèi)可燃?xì)怏w濃度參數(shù)的實時監(jiān)測、報警;
??(2)本質(zhì)安全。光纖氣體傳感在倉內(nèi)為不帶電設(shè)備,無需做任何防爆處理,且不受電磁干擾
??(3)超長監(jiān)測距離。光纖敷設(shè)不需要布置任何的電源線及信號線,有利于長距離監(jiān)測
??(4)監(jiān)測靈敏度高。光纖氣體傳感系統(tǒng)是傳統(tǒng)電系統(tǒng)的20倍以上
??(5)零成本維護(hù)。無需進(jìn)行任何的校準(zhǔn),更不需要像傳統(tǒng)電化學(xué)設(shè)備一年后即需校準(zhǔn)或失效。
??4、三種線型感溫探測器在城市管廊監(jiān)測中的對比
??三種技術(shù)在城市綜合管廊監(jiān)測及報警中有著各自的優(yōu)勢及劣勢,分別適用于不同的客戶和應(yīng)用需求。
分布式光纖測溫系統(tǒng)、感溫電纜、光纖光柵測溫系統(tǒng)對比 | |||
指標(biāo) | 開關(guān)量感溫電纜 | 光纖光柵測溫系統(tǒng) | 分布式光纖測溫系統(tǒng) |
溫度數(shù)值 | 無 | 數(shù)值顯示 | 數(shù)值顯示 |
測溫精度 | ±16℃ | ±0.1℃ | ±1℃ |
報警方式 | 定溫 | 差定溫 | 差定溫 |
可恢復(fù)性 | 分為可恢復(fù)及不可恢復(fù) | 可恢復(fù),可重復(fù)使用 | 可恢復(fù),可重復(fù)使用 |
實際定位精度 | 150米 | 0.1米 | ±3米 |
測量原理 | 電阻值變化 | 布拉格光柵/波長變化 | 光纖拉曼測溫/光量變化 |
故障診斷 | 無 | 可診斷,定位精確 | 可診斷,可定位 |
誤報率 | 高 | 極低 | 低 |
預(yù)警功能 | 無 | 有 | 有 |
防爆性能 | 隔爆型 | 本安型 | 本安型 |
綜合優(yōu)勢 | 技術(shù)簡單、設(shè)計簡便、造價相對較低,約6萬/公里電纜。 | 技術(shù)先進(jìn)、報警準(zhǔn)確率高、報警時間早、定位準(zhǔn)確、可靠性高、定位精度高、維護(hù)成本低。 | 技術(shù)較為先進(jìn)、報警準(zhǔn)確率相對較高、可靠性高、維護(hù)成本較低 |
綜合劣勢 | 技術(shù)落后、報警準(zhǔn)確率較差、易受電磁環(huán)境干擾、定位精度低(150米范圍)、可靠性不高、維護(hù)成本高。 | 造價相對較高,約7萬/公里管廊環(huán)境。 | 報警時間較為滯后,需較大范圍接觸報警,造價相對較高,8萬/公里電纜。 |
??5、應(yīng)用選擇
??(1)管廊環(huán)境環(huán)境監(jiān)測,主要考慮環(huán)境溫度報警的及時性及規(guī)范支持,推薦使用光纖光柵測溫系統(tǒng)。
??(2)電纜溫度監(jiān)測,如客戶更多考慮報警的準(zhǔn)確性、可靠性及后期維護(hù)費用,推薦使用分布式光纖系統(tǒng),如客戶更多考慮初始建設(shè)造價,則推薦使用感溫電纜。若兩種平衡,亦可考慮在110KV以上火災(zāi)風(fēng)險等級高的部位使用分布式光纖測溫系統(tǒng),低壓部分使用感溫電纜。
??6、基于光纖傳感技術(shù)的城市地下管廊綜合監(jiān)控技術(shù)發(fā)展前景
??利用先進(jìn)的光纖傳感技術(shù),集成綜合管廊內(nèi)各種物聯(lián)網(wǎng)傳感技術(shù),結(jié)合智能視頻監(jiān)測技術(shù),實現(xiàn)地下綜合管廊運行的全方位智能感知、實時監(jiān)測、異常報警、自動控制。通過該術(shù)的應(yīng)用及建設(shè),能夠形成地下管網(wǎng)“監(jiān)控、運行、指揮”一體化運行的管理新模式,能夠全面提升城市地下管網(wǎng)安全防護(hù)能力,光纖傳感技術(shù)在城市綜合管廊具有極其廣闊的發(fā)展前景。
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