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聚华隧道监测分布式光纤测温解决方案
  • 作者:聚华信息官
  • 发表时间:2019-08-12 15:03
  • 来源:聚华硅谷研究院(CII)
概述
隧道火灾一般是由隧道内通行的车辆引发的。交通隧道空间狭长、环境密闭、视野不清,存在车辆碰撞、车载易燃易爆物品、电气线路短路等引发火灾的安全隐患。汽油和车载易燃货物是隧道火灾的主要燃烧物,车辆引发的隧道火灾具有如下特点:
• 火势发展快、燃烧温度高。隧道内一旦发生火灾,可燃物产生的浓烟将从起火部位沿隧道迅速扩散,火灾蔓延速度快,温度急剧上升,几分钟内即可完成形成火灾。
• 救援难度大、经济损失高。隧道发生火灾后会产生大量烟雾及有毒气体,大大增加了救援工作的难度,加之司机与乘客惊慌失措,很容易造成重大人员伤亡和巨大财产损失。
• 隧道纵向风影响隧道顶部烟气温度。已有研究结果表明,当隧道中发生一起严重的火灾,在起火的
初几分钟内,火灾上方烟气温度上升速率大于50℃/分钟,但在大于2m/s隧道纵向风影响下,隧道顶部的烟气温度仅达到60℃,甚至更低。
• 隧道火灾发生位置具有随机性。车辆在隧道中行驶,火灾发生点是随机的,不可预测;另外,受隧道纵向风的影响,火焰随风飘移。

聚华隧道火灾报警系统

聚华分布式光纤火灾探测系统是一种全新的火灾探测技术,光纤本身即为传感器,具有差定温报警方式、分布式测量、定位精确、安装简单、后期维护成本低、误报率极低等优点,为隧道火灾监测提供优异解决方案。

系统设计
手动报警系统由火灾报警主机和手动报警按钮构成。手动报警按钮按50m间距布设,以总线方式连接至洞口端变电所内的火灾报警主机,隧道单洞各构成一个独立的报警回路,隧道内一旦有人员发现火情时,可迅速按下手动报警按钮,火灾报警主机接收报警信号后,随即发出火灾声光报警并显示相关信息,同时把报警信号上传至隧道管理站。此外,在两座隧道的变电所内各设置1个手动报警按钮和感烟式火灾探测器,并接入手动报警总线回路中。
光纤自动火灾报警系统由分布式光纤测温系统主机、感温探测光缆构成,具备多级定温报警、差温报警和预报警功能。其系统主机可与火灾报警主机直接通讯,一旦检测到隧道环境温度值或温升速率超过设定的阈值,则将报警信号传送至火灾报警主机,火灾报警主机接收到报警信号后,随即发出火灾声光报警并显示,同时把报警信号上传至隧道管理站。感温探测光缆沿隧道方向安装于隧道拱顶,其末端连接至洞口端变电所内的系统主机。

聚华隧道分布式光纤测温系统方案

光缆敷设
探测光缆的安装,沿着隧道的顶部直线敷设的方式,距顶部150mm,以保持良好的通风和温度响应。安装时先敷设一根钢丝绳,同时采用Z型安装支架将其固定,安装支架之间距离为10m;然后用金属扎带将光缆固定在钢丝绳上,金属扎带的间隔1.5m。
光缆长度可定制,光缆中间无需熔接。光缆的一端通过光缆接续盒与FC/APC尾纤熔接,与DTS8000测温主机连接,实现整个探测回路的连接。

聚华隧道感温光缆敷设

系统特点
聚华科技的分布式光纤测温系统JH-DTS-A8000的功能特点:
• 距离长:16km
• 速度快:2s/通道
• 精度高:0.5℃(全范围)
• 采点密:0.4m采样间隔
• 通道多:一台主机可实现8通道测量
• 系统接口丰富,组网方便
• 报警继电器输出多达48路
• 单一探测器光路设计,可靠性高
• 具有自诊断功能,快速定位故障
• 差定温报警功能,报警方式灵活
• 无漏报,误报率低

 
关于结构健康监测 
结构健康监测是指对工程结构实施损伤检测和识别。 我们这里所说的损伤包括材料特性改变或结构体系的几何特性发生改变,以及边界条件和体系的连续性,体系的整体连续性对结构的服役能力有至关重要的作用。 结构健康监测涉及到通过分析定期采集的结构布置的传感器阵列的动力响应数据来观察体系随时间推移产生的变化,损伤敏感特征值的提取并通过数据分析来确定结构的健康状态。对于长期结构健康监测,通过数据定期更新来估计结构老化和恶劣服役环境对工程结构是否有能力继续实现设计功能。

关于光纤光栅传感器
光纤光栅传感器(Fiber Grating Sensor )属于光纤传感器的一种,基于光纤光栅的传感过程是通过外界物理参量对光纤布拉格(Bragg)波长的调制来获取传感信息,是一种波长调制型光纤传感器。光纤光栅传感器可以实现对温度、应变等物理量的直接测量。由于光纤光栅波长对温度与应变同时敏感,即温度与应变同时引起光纤光栅耦合波长移动,使得通过测量光纤光栅耦合波长移动无法对温度与应变加以区分。因此,解决交叉敏感问题,实现温度和应力的区分测量是传感器实用化的前提。通过一定的技术来测定应力和温度变化来实现对温度和应力区分测量。这些传感器主要包括光纤光栅应变传感器、温度传感器、加速度传感器、位移传感器、压力传感器、流量传感器、液位传感器等。

关于聚华科技 
杭州聚华光电科技有限公司(Cavono,Inc.)是一家基于物联网光纤传感器技术从事土木工程结构健康监测与预警管理的高新技术企业,聚华是光纤光栅传感器产品提供商和土木工程结构健康监测一站式解决方案优质合作伙伴。公司专注于桥梁、隧道、边坡、基坑、地铁、矿山、电力等土木工程领域的结构健康监测相关产品的研发、生产、推广与应用,以提供野外光纤传感器自动化监测产品、工程结构安全监测一站式解决方案见长。主要以光纤光栅传感器技术、分布式光纤测温技术、工程安全自动化云计算软件、工程化专业领域数据分析为技术核心。www.cavono.com www.juhualab.com