光纖測溫系統(tǒng)在地鐵區(qū)間隧道中的應用(編輯修改稿)
2025-07-15 20:46 本頁面
【文章內(nèi)容簡介】 ，根據(jù)空間溫度場變化的具體情況，確定是否有火災隱患存在并及時預報，為地鐵安全運行提供先進可靠、經(jīng)濟實用的火災預警檢測系統(tǒng)，以實現(xiàn)全線車站聯(lián)網(wǎng)監(jiān)控和信息化管理，并全面提升運行安全，具有顯著的社會綜合效益。本文介紹了兩種目前應用最廣泛的光纖測溫系統(tǒng)——光纖光柵測溫系統(tǒng)和分布式光纖測溫系統(tǒng)的原理，并將其安裝敷設在模擬地鐵區(qū)間隧道中，進行火災探測實驗，為光纖測溫系統(tǒng)在地鐵區(qū)間隧道中的實際應用提供參考與依據(jù)，并對這兩種系統(tǒng)的性能進行了比較。2 光纖測溫系統(tǒng)的基本原理由于地鐵隧道環(huán)境特殊，所以安裝火災自動報警裝置會受到多種因素的制約。而光纖有很多獨特的優(yōu)點，如抗電磁干擾能力強、尺寸小、重量輕、結構簡單、復用能力強、傳輸距離遠、耐腐蝕、高靈敏度等。因此被廣泛應用在隧道火災監(jiān)測中。分布式光纖測溫系統(tǒng)和光纖光柵測溫系統(tǒng)是目前國內(nèi)外軌道交通火災報警的最主要的兩套系統(tǒng)。 分布式光纖測溫原理分布式光纖測溫系統(tǒng)是一種用于實時測量空間溫度場分布的傳感器系統(tǒng)[3]。它利用同一根光纖作為溫度信息的傳感和傳導介質(zhì)，利用光纖后向拉曼(Raman)散射光譜的溫度效應測量光纖所在的溫度場信息，利用光纖的光時域反射(OTDR)技術對測量點進行定位。反斯托克斯光傳感光纖斯托克斯光激光器定向耦合器分光光電轉換光電轉換雙路高速放大器計算機驅(qū)動圖1分布式光纖測溫系統(tǒng)原理圖如圖1所示，激光脈沖由光纖始端處注入,脈沖光大部分能傳到傳感光纖末端而消失。當激光脈沖在光纖中傳輸時，由于光纖中存在折射率的微觀不均勻性，脈沖光子與光纖材料分子熱振動會相互作用，產(chǎn)生不同于入射光的拉曼散射光，光纖測溫的機理是依據(jù)后向拉曼散射光譜的溫度效應。長波長的光為斯托克斯光，短波長的為反斯托克斯光。而反斯托克斯光對溫度響應更為敏感。因此光纖所處空間各點溫度場調(diào)制了光纖中背向拉曼散射中的反斯托克斯光的強度，經(jīng)波分復用器和光電檢測器采集帶有溫度信息的背向拉曼散射光電信號，再經(jīng)信號處理、解調(diào)后，將溫度信息實時地從噪聲中提取出來并進行顯示。 光纖光柵感溫原理光纖光柵感溫火災報警系統(tǒng)將傳統(tǒng)波分復用技術和全同光纖光柵復用技術相結合，使用波分復用與全同光纖光柵混合復用方法 [4]。系統(tǒng)采用光纖光柵作為溫度敏感元件，對波長信號進行數(shù)字式測量，具有極高的靈敏度。光纖光柵傳感器是系統(tǒng)的核心部件之一，它利用光纖芯層材料的光敏特性，通過紫外準分子激光器采用掩模曝光的方法，使一段約2mm的光纖纖芯的折射率發(fā)生永久性改變，形成布
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