“光纖分布式測(cè)溫系統(tǒng)”“光纖光柵測(cè)溫系統(tǒng)”“火焰探測(cè)器”在隧道應(yīng)用中的技術(shù)比較

1、http:/“光纖分布式測(cè)溫系統(tǒng)光纖分布式測(cè)溫系統(tǒng)”、“光纖光柵測(cè)溫系統(tǒng)光纖光柵測(cè)溫系統(tǒng)”與與“火焰探測(cè)器火焰探測(cè)器”在隧道應(yīng)用中的技術(shù)比較在隧道應(yīng)用中的技術(shù)比較上海華魏光纖傳感技術(shù)有限公司上海華魏光纖傳感技術(shù)有限公司二零一零年一月二零一零年一月 概述概述 主要特性比較主要特性比較 第二部分第二部分 第一部分第一部分 結(jié)論結(jié)論 第五部分第五部分 介紹內(nèi)容介紹內(nèi)容 技術(shù)比較技術(shù)比較 第四部分第四部分 系統(tǒng)結(jié)構(gòu)比較系統(tǒng)結(jié)構(gòu)比較 第三部分第三部分 第3頁(yè)第一部分第一部分 概述概述 本文件關(guān)于本文件關(guān)于“光纖分布式測(cè)溫系統(tǒng)光纖分布式測(cè)溫系統(tǒng)”（簡(jiǎn)稱（簡(jiǎn)稱DTSDTS系統(tǒng)）、系統(tǒng)）、“光纖光柵測(cè)溫系統(tǒng)光

2、纖光柵測(cè)溫系統(tǒng)”與與“火焰探測(cè)器火焰探測(cè)器”的對(duì)比是建立在大量的對(duì)比是建立在大量的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)及在設(shè)備的長(zhǎng)期運(yùn)用的基礎(chǔ)上的。在隧道內(nèi)發(fā)生交的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)及在設(shè)備的長(zhǎng)期運(yùn)用的基礎(chǔ)上的。在隧道內(nèi)發(fā)生交通事故時(shí)，能否及時(shí)探測(cè)并判斷出潛在的火災(zāi)是考核探測(cè)設(shè)備通事故時(shí)，能否及時(shí)探測(cè)并判斷出潛在的火災(zāi)是考核探測(cè)設(shè)備性能的關(guān)鍵性因素。通過(guò)下文三種不同的探測(cè)設(shè)備的性能對(duì)比性能的關(guān)鍵性因素。通過(guò)下文三種不同的探測(cè)設(shè)備的性能對(duì)比不難看出孰優(yōu)孰劣。不難看出孰優(yōu)孰劣。第4頁(yè)第二部分第二部分 主要特性比較主要特性比較v 原理比較原理比較 DTS DTS系統(tǒng)是基于拉曼測(cè)溫原理研制的線形分布式溫度監(jiān)測(cè)系統(tǒng)。利用一根系統(tǒng)是基于拉曼測(cè)

3、溫原理研制的線形分布式溫度監(jiān)測(cè)系統(tǒng)。利用一根探測(cè)光纜即可以完整監(jiān)測(cè)整個(gè)隧道內(nèi)每一米位置的溫度變化，在發(fā)生火災(zāi)的情探測(cè)光纜即可以完整監(jiān)測(cè)整個(gè)隧道內(nèi)每一米位置的溫度變化，在發(fā)生火災(zāi)的情況下可以準(zhǔn)確定位火災(zāi)發(fā)生點(diǎn)；況下可以準(zhǔn)確定位火災(zāi)發(fā)生點(diǎn)； 光纖光柵測(cè)溫系統(tǒng)主要是將基于布拉格測(cè)溫光纖光柵測(cè)溫系統(tǒng)主要是將基于布拉格測(cè)溫(FBG)(FBG)原理的光柵傳感單元，原理的光柵傳感單元，串接成傳感纜，從而實(shí)現(xiàn)對(duì)隧道的準(zhǔn)分布式溫度探測(cè)。其實(shí)質(zhì)為點(diǎn)式溫度監(jiān)測(cè)串接成傳感纜，從而實(shí)現(xiàn)對(duì)隧道的準(zhǔn)分布式溫度探測(cè)。其實(shí)質(zhì)為點(diǎn)式溫度監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，不能準(zhǔn)確定位火災(zāi)點(diǎn)，只能知道火災(zāi)大概的位置；系統(tǒng)，不能準(zhǔn)確定位火災(zāi)點(diǎn)，只能知道火災(zāi)大

4、概的位置； 火焰探測(cè)器按參考波段不同可分為雙波長(zhǎng)和三波長(zhǎng)火焰探測(cè)器；按探測(cè)眼火焰探測(cè)器按參考波段不同可分為雙波長(zhǎng)和三波長(zhǎng)火焰探測(cè)器；按探測(cè)眼數(shù)量不同又可分為數(shù)量不同又可分為9090度單眼和度單眼和180180度雙眼兩種。其原理均是利用紅外探測(cè)器，度雙眼兩種。其原理均是利用紅外探測(cè)器，捕捉火焰特有的燃燒變化頻率和光譜分布特性來(lái)檢測(cè)火災(zāi)。為典型的基于電氣捕捉火焰特有的燃燒變化頻率和光譜分布特性來(lái)檢測(cè)火災(zāi)。為典型的基于電氣設(shè)計(jì)的點(diǎn)式測(cè)溫系統(tǒng)。適用于明火火災(zāi)探測(cè)，但只能知道火災(zāi)大概的位置；設(shè)計(jì)的點(diǎn)式測(cè)溫系統(tǒng)。適用于明火火災(zāi)探測(cè)，但只能知道火災(zāi)大概的位置；第5頁(yè)第二部分第二部分 主要特性比較主要特性比較

5、v 探測(cè)過(guò)程比較探測(cè)過(guò)程比較 DTS DTS系統(tǒng)可以對(duì)火災(zāi)發(fā)生的全過(guò)程進(jìn)行實(shí)時(shí)分布式監(jiān)測(cè)，溫度系統(tǒng)可以對(duì)火災(zāi)發(fā)生的全過(guò)程進(jìn)行實(shí)時(shí)分布式監(jiān)測(cè)，溫度測(cè)量范圍可達(dá)測(cè)量范圍可達(dá)-190-190至至700700度且能提供多級(jí)報(bào)警，具有良好預(yù)警作用度且能提供多級(jí)報(bào)警，具有良好預(yù)警作用； 光纖光柵測(cè)溫系統(tǒng)由于測(cè)溫范圍小，超過(guò)光纖光柵測(cè)溫系統(tǒng)由于測(cè)溫范圍小，超過(guò)100100度后探測(cè)單元很度后探測(cè)單元很容易燒損，無(wú)法反映火災(zāi)的全過(guò)程，預(yù)警功能很弱；容易燒損，無(wú)法反映火災(zāi)的全過(guò)程，預(yù)警功能很弱； 火焰探測(cè)器只有在火災(zāi)發(fā)生，即有明火的情況下，而且所發(fā)出火焰探測(cè)器只有在火災(zāi)發(fā)生，即有明火的情況下，而且所發(fā)出的的”火焰

6、火焰”在探測(cè)器所監(jiān)測(cè)波長(zhǎng)的范圍之內(nèi)才可以進(jìn)行報(bào)警，無(wú)法在探測(cè)器所監(jiān)測(cè)波長(zhǎng)的范圍之內(nèi)才可以進(jìn)行報(bào)警，無(wú)法預(yù)警。預(yù)警。第6頁(yè) 火焰探測(cè)器通過(guò)檢測(cè)含碳原子的火焰探測(cè)器通過(guò)檢測(cè)含碳原子的“光光”進(jìn)行探測(cè)的，所以在隧道發(fā)生進(jìn)行探測(cè)的，所以在隧道發(fā)生直接明火時(shí)，此種探測(cè)器的報(bào)警速度最快。但火焰探測(cè)器，相當(dāng)于人的直接明火時(shí)，此種探測(cè)器的報(bào)警速度最快。但火焰探測(cè)器，相當(dāng)于人的“眼睛眼睛“，一定要看到火焰才能進(jìn)行報(bào)警。絕大多數(shù)隧道的火災(zāi)發(fā)生時(shí)有大，一定要看到火焰才能進(jìn)行報(bào)警。絕大多數(shù)隧道的火災(zāi)發(fā)生時(shí)有大量濃煙的時(shí)候，或者有物體遮擋明火，火焰探測(cè)器是無(wú)法報(bào)警的。量濃煙的時(shí)候，或者有物體遮擋明火，火焰探測(cè)器是無(wú)法報(bào)

7、警的。 而而DTSDTS系統(tǒng)在此類火情下能準(zhǔn)確報(bào)警，因?yàn)樗淼腊l(fā)生火災(zāi)產(chǎn)生大量濃煙系統(tǒng)在此類火情下能準(zhǔn)確報(bào)警，因?yàn)樗淼腊l(fā)生火災(zāi)產(chǎn)生大量濃煙，或者是，或者是 “ “陰燃陰燃”火災(zāi)發(fā)生的情況下，會(huì)有大量的熱量散發(fā)出來(lái)，由于火災(zāi)發(fā)生的情況下，會(huì)有大量的熱量散發(fā)出來(lái)，由于隧道空間本身的特點(diǎn)，決定了熱量不容易散發(fā)，而隧道空間本身的特點(diǎn)，決定了熱量不容易散發(fā)，而DTSDTS可以準(zhǔn)確的探測(cè)到隧可以準(zhǔn)確的探測(cè)到隧道的溫度變化，此時(shí)道的溫度變化，此時(shí)DTSDTS的報(bào)警速度是最快的。的報(bào)警速度是最快的。 而由一個(gè)個(gè)傳感單元串接而成的光纖光柵測(cè)溫系統(tǒng)，由于單元間隔為而由一個(gè)個(gè)傳感單元串接而成的光纖光柵測(cè)溫系統(tǒng)，由于單

8、元間隔為6-106-10米，因此報(bào)警響應(yīng)速度最慢。米，因此報(bào)警響應(yīng)速度最慢。第二部分第二部分 主要特性比較主要特性比較v 響應(yīng)時(shí)間比較響應(yīng)時(shí)間比較第7頁(yè) DTS DTS系統(tǒng)是一種線型分布式溫度監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，隧道中每一點(diǎn)溫度的變化，系統(tǒng)是一種線型分布式溫度監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，隧道中每一點(diǎn)溫度的變化，都可以以圖形界面的方式直觀的顯示在終端上，都可以以圖形界面的方式直觀的顯示在終端上，DTSDTS系統(tǒng)可以提供一個(gè)連續(xù)系統(tǒng)可以提供一個(gè)連續(xù)的空間溫度分布場(chǎng)，在火災(zāi)發(fā)生時(shí)，不但可以對(duì)火災(zāi)發(fā)生地點(diǎn)給出準(zhǔn)確的位的空間溫度分布場(chǎng)，在火災(zāi)發(fā)生時(shí)，不但可以對(duì)火災(zāi)發(fā)生地點(diǎn)給出準(zhǔn)確的位置，而且在圖形界面上，可以看出火勢(shì)的蔓延方向，根

9、據(jù)火勢(shì)蔓延的趨勢(shì)，置，而且在圖形界面上，可以看出火勢(shì)的蔓延方向，根據(jù)火勢(shì)蔓延的趨勢(shì)，對(duì)緊急逃生措施的實(shí)施和相關(guān)的聯(lián)動(dòng)設(shè)備的動(dòng)作提供指導(dǎo)性依據(jù)。對(duì)緊急逃生措施的實(shí)施和相關(guān)的聯(lián)動(dòng)設(shè)備的動(dòng)作提供指導(dǎo)性依據(jù)。 光纖光柵測(cè)溫系統(tǒng)雖然也能反映火災(zāi)的溫度變化過(guò)程，但由于測(cè)溫范圍光纖光柵測(cè)溫系統(tǒng)雖然也能反映火災(zāi)的溫度變化過(guò)程，但由于測(cè)溫范圍小，超過(guò)小，超過(guò)100100度后，探測(cè)單元很容易燒損，無(wú)法起到火災(zāi)蔓延趨勢(shì)的判斷；度后，探測(cè)單元很容易燒損，無(wú)法起到火災(zāi)蔓延趨勢(shì)的判斷； 雙波長(zhǎng)火焰探測(cè)器由于是點(diǎn)式系統(tǒng)，在火災(zāi)發(fā)生的時(shí)候，不能給出一個(gè)雙波長(zhǎng)火焰探測(cè)器由于是點(diǎn)式系統(tǒng)，在火災(zāi)發(fā)生的時(shí)候，不能給出一個(gè)連續(xù)的溫度分

10、布空間場(chǎng)，因此無(wú)法給出火勢(shì)蔓延方向的判斷。連續(xù)的溫度分布空間場(chǎng)，因此無(wú)法給出火勢(shì)蔓延方向的判斷。第二部分第二部分 主要特性比較主要特性比較v 對(duì)火勢(shì)蔓延方向的判斷對(duì)火勢(shì)蔓延方向的判斷第8頁(yè) DTS DTS系統(tǒng)的探測(cè)光纖是石英材料所造，光纖既作為探測(cè)器也作為傳輸系統(tǒng)的探測(cè)光纖是石英材料所造，光纖既作為探測(cè)器也作為傳輸介質(zhì)，由于其在隧道中不產(chǎn)生任何電信號(hào)，所以，可以安全的使用在高瓦介質(zhì)，由于其在隧道中不產(chǎn)生任何電信號(hào)，所以，可以安全的使用在高瓦斯、高磁場(chǎng)的場(chǎng)合，尤其在山區(qū)，可以完全避免由于斯、高磁場(chǎng)的場(chǎng)合，尤其在山區(qū)，可以完全避免由于“打雷打雷“造成系統(tǒng)的造成系統(tǒng)的癱瘓。外護(hù)套采用不銹鋼材料，抗沖

11、擊耐腐蝕，而且隧道內(nèi)的惡劣環(huán)境不癱瘓。外護(hù)套采用不銹鋼材料，抗沖擊耐腐蝕，而且隧道內(nèi)的惡劣環(huán)境不會(huì)影響到光纖的感溫效果。會(huì)影響到光纖的感溫效果。 光纖光柵測(cè)溫系統(tǒng)同樣具有防雷、抗電磁干擾的本質(zhì)安全性優(yōu)勢(shì)。但光纖光柵測(cè)溫系統(tǒng)同樣具有防雷、抗電磁干擾的本質(zhì)安全性優(yōu)勢(shì)。但光柵單元易損壞，需經(jīng)常性更換，且探測(cè)單元抗老化能力差，惡劣環(huán)境下光柵單元易損壞，需經(jīng)常性更換，且探測(cè)單元抗老化能力差，惡劣環(huán)境下容易失效，后期維護(hù)成本高。容易失效，后期維護(hù)成本高。第二部分第二部分 主要特性比較主要特性比較v 系統(tǒng)維護(hù)系統(tǒng)維護(hù)第9頁(yè) 雙波長(zhǎng)火焰探測(cè)器由于隧道中存在著大量尾氣、灰塵，長(zhǎng)時(shí)雙波長(zhǎng)火焰探測(cè)器由于隧道中存在著

12、大量尾氣、灰塵，長(zhǎng)時(shí)間的使用會(huì)使探頭上附著厚厚的灰塵，嚴(yán)重影響到探頭的正常工間的使用會(huì)使探頭上附著厚厚的灰塵，嚴(yán)重影響到探頭的正常工作，使其不能在火警發(fā)生時(shí)進(jìn)行正常報(bào)警，在后期，必須耗費(fèi)大作，使其不能在火警發(fā)生時(shí)進(jìn)行正常報(bào)警，在后期，必須耗費(fèi)大量的人力、物力、財(cái)力對(duì)其進(jìn)行定期維護(hù)，在隧道正常通車的情量的人力、物力、財(cái)力對(duì)其進(jìn)行定期維護(hù)，在隧道正常通車的情況下，維護(hù)的危險(xiǎn)和困難性很大，同時(shí)在這種惡略的環(huán)境下，使況下，維護(hù)的危險(xiǎn)和困難性很大，同時(shí)在這種惡略的環(huán)境下，使火焰探測(cè)器的壽命大打折扣?；鹧嫣綔y(cè)器的壽命大打折扣。 第二部分第二部分 主要特性比較主要特性比較v 系統(tǒng)維護(hù)（續(xù)）系統(tǒng)維護(hù)（續(xù)）第1

13、0頁(yè)第三部分第三部分 系統(tǒng)結(jié)構(gòu)比較系統(tǒng)結(jié)構(gòu)比較v DTSDTS系統(tǒng)結(jié)構(gòu)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)第11頁(yè)第三部分第三部分 系統(tǒng)結(jié)構(gòu)比較系統(tǒng)結(jié)構(gòu)比較v 光纖光柵系統(tǒng)結(jié)構(gòu)光纖光柵系統(tǒng)結(jié)構(gòu)第12頁(yè)第三部分第三部分 系統(tǒng)結(jié)構(gòu)比較系統(tǒng)結(jié)構(gòu)比較v 火焰探測(cè)器系統(tǒng)結(jié)構(gòu)火焰探測(cè)器系統(tǒng)結(jié)構(gòu)第13頁(yè)第四部分第四部分 技術(shù)比較技術(shù)比較光纖分布式測(cè)溫系統(tǒng)、光纖光柵測(cè)溫系統(tǒng)以及火焰探測(cè)系統(tǒng)技術(shù)對(duì)比光纖分布式測(cè)溫系統(tǒng)、光纖光柵測(cè)溫系統(tǒng)以及火焰探測(cè)系統(tǒng)技術(shù)對(duì)比對(duì)比對(duì)比光纖分布式測(cè)溫系統(tǒng)光纖分布式測(cè)溫系統(tǒng)光纖光柵測(cè)溫系統(tǒng)光纖光柵測(cè)溫系統(tǒng)火焰探測(cè)系統(tǒng)火焰探測(cè)系統(tǒng)探測(cè)原理探測(cè)原理利用拉曼測(cè)溫(ROTDR)原理實(shí)現(xiàn)對(duì)整根感溫光纜每一米溫度點(diǎn)的實(shí)時(shí)且

14、連續(xù)溫度探測(cè)。利用布拉格測(cè)溫(FBG)原理實(shí)現(xiàn)對(duì)光柵單元串接而成傳感纜的實(shí)時(shí)溫度探測(cè)。利用紅外探測(cè)器，捕捉火焰特有的燃燒變化頻率和光譜分布特性來(lái)檢測(cè)火災(zāi)。系統(tǒng)組成結(jié)構(gòu)系統(tǒng)組成結(jié)構(gòu)分布式系統(tǒng)。 由光纖測(cè)溫主機(jī)+數(shù)條整根感溫光纜組成點(diǎn)式（準(zhǔn)分布式）系統(tǒng)。 由光柵測(cè)溫主機(jī)+通訊光纜+光柵傳感器串接纜組成點(diǎn)式系統(tǒng)。由火災(zāi)報(bào)警主機(jī)+總線+輸入模塊+綜合盤(pán)（含火焰探測(cè)器）組成防火分區(qū)防火分區(qū)由軟件靈活設(shè)定，可更改，可擴(kuò)展不少于500個(gè)分區(qū)。由光柵單元的物理安裝位置確定，一定安裝完畢無(wú)法更改由雙波長(zhǎng)火焰探測(cè)器物理安裝位置確定，一定安裝完畢無(wú)法更改環(huán)境耐受性環(huán)境耐受性耐腐蝕，耐潮濕，不受灰塵等附著影響，防雷，

15、抗電磁干擾防雷，抗電磁干擾怕潮濕、腐蝕及灰塵影響，無(wú)法避免雷暴及電磁干擾多級(jí)報(bào)警設(shè)定多級(jí)報(bào)警設(shè)定可設(shè)置三級(jí)報(bào)警預(yù)案可設(shè)置三級(jí)報(bào)警預(yù)案無(wú)第14頁(yè)火災(zāi)報(bào)警速度火災(zāi)報(bào)警速度明火狀態(tài)下報(bào)警速度僅次于火焰；大量煙霧發(fā)熱狀態(tài)的報(bào)警速度最快三種系統(tǒng)中報(bào)警速度最慢無(wú)遮擋或無(wú)煙霧狀態(tài)的明火，報(bào)警速度最快；異物遮擋火焰異物遮擋火焰無(wú)影響無(wú)影響無(wú)法報(bào)警系統(tǒng)使用壽命系統(tǒng)使用壽命主機(jī)平均無(wú)故障運(yùn)行時(shí)間為16.4年； 探測(cè)光纜的使用壽命超過(guò)30年。光纖光柵傳感單元5-6年后存在失效隱患。采用電子元件設(shè)計(jì)，5-6年后存在老化問(wèn)題環(huán)路探測(cè)功能環(huán)路探測(cè)功能可設(shè)計(jì)為環(huán)路探測(cè)，光纜斷裂后分為兩端探測(cè)，可靠性高無(wú)無(wú)系統(tǒng)安裝系統(tǒng)安裝直

16、線敷設(shè)。安裝簡(jiǎn)便直線敷設(shè)。光柵單元易損壞，需保護(hù)性安裝。熔接點(diǎn)多定點(diǎn)安裝，接線調(diào)試環(huán)節(jié)多。系統(tǒng)維護(hù)系統(tǒng)維護(hù)免維護(hù)光柵單元易損壞，需經(jīng)常性更換探頭需定期清洗成功應(yīng)用業(yè)績(jī)成功應(yīng)用業(yè)績(jī)國(guó)內(nèi)外業(yè)績(jī)很多；占全球公路隧道火災(zāi)報(bào)警行業(yè)60%的市場(chǎng)份額國(guó)外幾乎沒(méi)有采用；國(guó)內(nèi)公路隧道火災(zāi)報(bào)警行業(yè)30%的市場(chǎng)份額國(guó)外只有日本使用；國(guó)內(nèi)公路隧道火災(zāi)報(bào)警行業(yè)30%的市場(chǎng)份額第四部分第四部分 技術(shù)比較技術(shù)比較第15頁(yè) 綜上，光纖分布式系統(tǒng)能夠在火災(zāi)發(fā)生的初期定位、定溫進(jìn)綜上，光纖分布式系統(tǒng)能夠在火災(zāi)發(fā)生的初期定位、定溫進(jìn)行火災(zāi)預(yù)警，真正做到行火災(zāi)預(yù)警，真正做到 “ “防患于未燃防患于未燃”；同時(shí)由于其實(shí)時(shí)在線、；同時(shí)由于其實(shí)時(shí)在線、安裝簡(jiǎn)單、終身免維護(hù)等眾多無(wú)可比擬的技術(shù)特點(diǎn)，已經(jīng)被大量安裝簡(jiǎn)單、終身免維護(hù)等眾多無(wú)可比擬的技術(shù)特點(diǎn)，已經(jīng)被大量應(yīng)用在國(guó)內(nèi)外交通隧道領(lǐng)域，同時(shí)廣泛應(yīng)用基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)、能源、應(yīng)用在國(guó)內(nèi)外交通