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1、消防与联动光纤光栅传感技术在火灾报警系统中的应用常菲(中信集团武汉市建筑设计院,武汉市430014)ApplicationofOpticalFiberandRasterSensingTechniqueinFireWarningSystemChangFei(WuhanArchitecturalDesignInstitute,ChinaInternationalTrustandInvestmentCorporationGroup,Wuhan430014,China)AbstractThroughthei
2、ntroductionofthe∧———光纤光栅的周期栅距。principlesofopticalfiberandrasterfirealarmdetector,对于特定的栅距∧,反射的波长λ非常稳定。theadvantagesoftheengineeringapplicationofthis当栅距发生变化时,反射的波长随之而变。由此得出newtechnique,thetechnicalfeaturesandsystem两条结论:composition(consistingofbroadbandli
3、ghtsource,opticalfiberandrastersensor,demodulatorandsignala.通过改变制造工艺,可以生产出反射不同波长processor)areexpatiated.Byanalysisoftheexamplesof的光纤光栅传感器;applicationintheoiltanksandhighwaytunnels,theb.若一个光纤光栅传感器由于外界环境的变化practicalapplicationofthiskindoffirealarmdetecto
4、r而使栅距发生变化,则反射波长也会随之而变。isdescribed.KeywordsOpticalfiberandrasterFirealarmdetectorSensingDetection摘要通过对光纤光栅火灾报警器原理的介绍,详述了这一新技术在工程应用中的优点、技术特点和系统组成(由宽带光源、光纤光栅传感器、光纤光栅解调仪和信号处理器组成),并通过在储油罐和公路隧道中的应用实例分析,阐述了该报警器的实际应用。图1光纤光栅传感器检测原理关键词光纤光栅火灾报警器传感检测Fig.1Sensingan
5、ddetectingprincipleofopticalfiberandraster当温度参数发生变化时,由于光纤光栅传感器的热胀冷缩效应,光栅的周期条纹间距会发生变化。1光纤光栅传感技术的基本原理当我们精确地检测出反射光的波长以及它的偏移光纤光栅是近十年发展起来的一种新型传感技Δλ,就可以感知光纤光栅传感器所处位置的温度及术,被广泛应用于温度、压力、流量、液位等参数的变化。测量,具有良好的应用前景。2光纤光栅传感技术的特点光纤光栅是利用激光加工手段在光纤芯内刻制间距为∧的若干条纹,形成一个光栅元件
6、。当一束宽带光纤光栅传感技术除了具有普通光纤传感技术光源通过光纤传输时,由于光纤光栅的存在,某一特定的防爆、抗腐蚀、抗电磁干扰、无电传输等优点外,波长的光线将不能通过而被反射回来,其他波长的光线还有一些优于其它光纤传感技术的特点:则顺利通过。光纤光栅传感器的基本工作原理见图1。a.光纤光栅传感器可靠性高,寿命长,能进行长反射光的中心波长λ和光纤栅距∧之间的关系期安全监测。光纤光栅传感是一种光束波长的数字检如下式所示:测技术,不受光源强弱、光纤弯曲、连接损耗、探测λ=2Neff·∧器老化等因素的影响,
7、因此不易受外界因素的干扰,式中:Neff———光纤光栅的有效折射率;具有很高的稳定性和可靠性。33光纤光栅传感技术在火灾报警系统中的应用(常菲)721建筑电气!BUILDING2007年第12期ELECTRICITYb.光纤传输信号适合远距离在线监测和传温度为T、T、T⋯⋯T。如果传感探头S处温度产生偏移123n2输,易于组网。采用光纤传输携带传感信息的ΔT的变化,则反映S处温度T的反射光波将产生偏移22光波,能不失真地远距离传输,损耗极小,有Δλ,显示温度相应改变T;若温度变化超过设定值,则发2利
8、于远程网络化监控。出报警信号。c.数字编码和数字传送,易于实现分布光纤光栅多点监测系统见图2。式自动化在线监测。在一根光纤上可制备多个甚至数百个光栅探测点,每个光栅传感器的反射波长都不同,可实现波分复用,进行长距离分布式测量。d.响应时间快,精度高,灵敏度高,分辨率高。以光纤制备的光纤光栅是光纤光栅传感器的核心,它是上世纪90年代才出现的图2光纤光栅多点监测系统Fig.2Multipointmonitoringsystemofopticalfiberandraster
