[發明專利]一種基于感溫光纖的隧道分布式溫度監測火災預警系統

在審

• 申請號: 202010568653.5
• 申請日: 2020-06-19
• 公開（公告）號: CN111613004A
• 公開（公告）日: 2020-09-01
• 發明（設計）人: 應穎;朱丹;耿明;張浩;殷勤;史明紅;邱紹峰;劉輝;張俊嶺;彭方進;李成洋;游鵬輝;胡威
• 申請（專利權）人: 中鐵第四勘察設計院集團有限公司
• 主分類號: G08B17/06
• 分類號: G08B17/06;G08B25/00
• 代理公司: 武漢東喻專利代理事務所(普通合伙) 42224
• 代理人: 周磊

本發明公開了一種基于感溫光纖的隧道分布式溫度監測火災預警系統，包括分布式光纖測溫系統主機、感溫光纖組、遠程控制中心、預警顯示系統和報警系統，分布式光纖測溫系統主機均包括依次連接的激光器驅動電路、脈沖激光器、波分復用器、光學濾波器、光電轉換單元、放大電路和數據采集處理單元，數據采集處理單元分別與遠程控制中心連接，遠程控制中心分別連接預警顯示系統和報警系統，對于各監測區間而言，該監測區間的一組感溫光纖組包括兩根第一感溫光纖和多根第二感溫光纖。本發明通過在隧道內設置一種適應隧道結構的分布式光纖感溫火災預警系統，可以實現對隧道內溫度場空間狀態分布的實時監測，最終實現隧道火災的實時、在線、連續監測。

技術領域

本發明屬于地下基礎設施綜合監測技術領域，更具體地，涉及一種基于感溫光纖的隧道分布式溫度監測火災預警系統。

背景技術

近年來，我國城市地下基礎設施建設快速發展，地下空間開發呈現多樣化、深度化和復雜化；其中隧道呈現規模由小到大、結構由簡單到復雜、功能由單一到綜合的發展趨勢。隧道存在多種致災因素，火災是隧道災害中最常見且危害較大的災害之一，一旦發生火災，由于地下隧道結構的特殊性，災情將難以得到有效控制，且易引起次生災害，造成重大人員傷亡和財產損失。溫度是反映火災是否發生最直接的因素，分布式光纖測溫系統可連續高密度、大頻次采集溫度信息，但在實際過程中，受隧道空間結構影響，分布式光纖測溫系統僅能反應光纖沿線的溫度，無法對起火點進行準確定位。

發明內容

針對現有技術的以上缺陷或改進需求，本發明提供了一種基于感溫光纖的隧道分布式溫度監測火災預警系統，其在描述溫度場的空間狀態分布的同時，可實現起火點的精確定位。

為實現上述目的，按照本發明的一個方面，提供了一種基于感溫光纖的隧道分布式溫度監測火災預警系統，隧道劃分為多個監測區間，其特征在于，該隧道分布式溫度監測火災預警系統包括分布式光纖測溫系統主機、感溫光纖組、遠程控制中心、預警顯示系統和報警系統，其中：

每個監測區間分別布置一套分布式光纖測溫系統主機和一組感溫光纖組，每套所述分布式光纖測溫系統主機均包括依次連接的激光器驅動電路、脈沖激光器、波分復用器、光學濾波器、光電轉換單元、放大電路和數據采集處理單元，每個所述數據采集處理單元分別與所述遠程控制中心連接，所述遠程控制中心分別連接所述預警顯示系統和報警系統，并且，

對于各監測區間而言，該監測區間的一組感溫光纖組包括兩根第一感溫光纖和多根第二感溫光纖，每根第一感溫光纖分別水平安裝在隧道的一個側壁上并且縱向與隧道縱向一致，每根所述第二感溫光纖分別水平安裝在隧道的頂部，并且這些第二感溫光纖沿著隧道的縱向布置，該監測區間的所述波分復用器分別與每根第一感溫光纖和每根第二感溫光纖連接。

優選地，所述驅動電路驅動所述脈沖激光器產生激光脈沖，激光脈沖經過波分復用器耦合到第一感溫光纖和第二感溫光纖中，激光脈沖在第一感溫光纖和第二感溫光纖中經過后向散射回到波分復用器，然后又經過波分復用器進入光學濾波器，光學濾波器濾出斯托克斯光和反斯托克斯光，斯托克斯光和反斯托克斯光經光電轉換單元進行光電轉換后得到對應電信號，電信號再進入放大器進行放大處理后進入數據采集處理中心，經數據采集處理中心分析處理后進入遠程控制中心，最終在預警顯示系統預警顯示或在報警系統中時行報警。

優選地，每個所述監測區間的長度為4km～6km。

優選地，每隔0.8km～1.2km布置一根所述第二感溫光纖。

優選地，在隧道的俯視圖上，第一感溫光纖的直線段與對應位置處的第二感溫光纖垂直。

優選地，在隧道的俯視圖上，第一感溫光纖的曲線段與對應位置處的第二感溫光纖所在直線存在交點，第一感溫光纖的曲線段上的該交點處的切線與該第二感溫光纖垂直。

優選地，所述第一感溫光纖和第二感溫光纖結構相同，均是由內至外包括纖芯、不銹鋼軟管和阻燃層。