石油储罐光纤光栅感温火灾报警系统的研究

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1、�石油化工安全环保技术�PETROCHEMICALSAFETYANDENVIRONMENTALPROTECTIONTECHNOLOGY2012年第28卷第1期34石油储罐光纤光栅感温火灾报警系统的研究沈斌(中化泉州石化有限公司，福建泉州362103)摘要:光纤光栅感温火灾报警系统是一种新型的火灾报警系统，它采用无电检测和光信号传输，非常适用于防火防爆要求非常高的石油储罐区的防火预警�主要介绍了光纤布拉格光栅温度传感的基本原理，分析了光纤光栅感温火灾报警系统的组成与工作原理，详细介绍了其主要特点，并阐述了该报警系统在石油储罐

2、中的应用情况�关键词:光纤布拉格光栅温度传感探头火灾报警石油储罐我国社会经济的高速发展高度依赖于对能源射光的中心波长可以表示为:的需求，特别是对石油及其加工品的需求�2009��2��(1)����3年国家发展改革委员会关于总库容达2680万m其中�为反射光的中心波长，�是光纤纤芯����的石油储备二期工程规划完毕，共包括8个战略有效折射率，�为布拉格光栅的周期�储备基地，其中规划建设新疆鄯善�甘肃兰州�辽宁锦州�天津滨海等一批战略储备油库，从2007年5月开始，中石油�中石化所属的商业石油储备公司也开始在全国选址建立一批

3、商业储备油库�如此大规模储备油库的建成，对于如何保障这些油库的安全运行显得非常重要�油库罐区存在大量挥发性易燃易爆气体，属于爆炸和火灾高危环境，一旦因电气火花或者雷击引发油罐爆炸，将造成不可估计的灾难性事故�因此对石油图1FBG温度传感探头基本原理示意罐区的油罐配备火灾报警系统十分必要�传统的火灾报警系统通常采用的是热敏电阻以及热电偶由(1)式可知，反射光的中心波长由布拉格等电类传感器，以电信号的方式进行传输，本身光栅周期和光纤纤芯有效折射率共同决定�当光就可能引发火灾事故，不能保证石油罐区的本质纤布拉格光栅的温度发生变化

4、时，由于光纤光栅安全�而光纤光栅感温火灾报警系统是以光信号材料的热胀冷缩效应，布拉格光栅的条纹周期会的方式进行传输，利用光纤布拉格光栅(Fibe�发生改变，而且由温度引起的热光效应对光纤纤B�aggG�a�ing，FBG)的温度敏感性和光的反射原芯的有效折射率也会产生影响，最终导致反射光理，能够实时探测沿光纤光栅感温点的温度变化的中心波长产生相应的漂移�而光纤布拉格光栅情况�由于其传输信号为光信号，具有本质安全中心波长的变化量与环境温度的变化量之间具有性，可以满足石油罐区的防爆要求�很好的线性关系，因此只要通过精准测量FB

5、G反1FBG感温原理收稿日期:2011-12-05�FBG温度传感探头的基本原理如图1所示�作者简介:沈斌，1995年7月毕业于西北大学化工将宽带光源耦合进光纤，利用光纤光栅解调仪可系化学工程专业，现就职于中化泉州石化有限公司以探测到FBG有选择性地反射回一个窄带光，反HSE部，工程师，高级主管�2012年第28卷第1期�沈斌.石油储罐光纤光栅感温火灾报警系统的研究�35射光的中心波长的偏移量，就可获知光纤光栅周般来说，软件要能保证系统实现人机交互良好�围环境温度的变化状况�运行安全可靠�误报率几近为零�在光纤光栅感温火灾

6、报警系统中，火灾探测2光纤光栅感温火灾报警系统的组成与工作点只有实现合理分布才能取得良好的预警效果�原理而对于单个石油储罐来说，探测点达到数十个甚光纤光栅感温火灾报警系统主要由光纤光栅至更多，但在系统制作时，一个回路中的光纤光温度传感探头�光源�光缆连接器�传输光缆�栅(温度传感探头)数量是有限的，一般不超过信号处理器�显示仪表�报警器以及软件等组20个�为了有效解决上述问题，利用全同光纤光成�其系统结构如图2所示�栅技术，即在一套系统中所有的光纤光栅的中心(1)FBG温度传感探头�FBG温度传感探头波长完全一致，将整个被

7、监测油罐各个探测点在采用光纤光栅作为敏感元件，它是整个光纤光栅宏观上看成一个监测数据点，如此能大幅度提高感温火灾报警系统的核心组成部分，由测量光传感探头复用数量，并且传感探头的复用数量能栅�导热感温元件组成，其两端由不锈钢软管同根据现场实际需要确定，而不受光源带宽的影［1］光缆连接，实际使用时往往采用多个温度传感响，可以满足石油储罐温度探测的需求�采用全探头串接使用�同光纤光栅技术因为只需要解调单一波长，因此(2)信号处理器�信号处理器主要由光调解调速度非常之快，而且从理论上讲，假如不考虑制�解调模块解�信号转换处理电路�

8、继电器�光源能量的限制，其复用数量可以是无限多的�消防电源�24V直流电源等组成，采用RS485实光纤光栅感温火灾报警系统工作时，宽带光现数据通信，测量显示范围-30�120�，分辨源所发出的光通过3dB分路器耦合进串接好的全率可以达到0.1�，响应时间小于20�，可以设同光纤光栅温度传感探头，将反射波