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厦门翔安隧道火灾报警系统方案 武汉理工光科股份有限公司 二〇二〇年五月 一、企业简介 武汉理工光科股份有限公司 （简称“理工光科” ）是在对“武汉理工大学光纤传感技术研究开发中心” 整体改制的基础上， 以科研实力雄厚的武汉理工大学为第一大股东， 并联合“北京建材股份有限公司” 、“湖北双环科技开发投资公司”、“武汉钢铁（集团）公司” 、“湖北省投资公司”等股东共同发起设立的股份制公司。 公司是国家计委批准的全国唯一的光纤传感技术国家重点工业性试验基 公司是国家计委《光纤传感国家产业化示范工程项目》的承担单位，是我国目前最大的光纤传感器产业化基地。 公司生产的光纤光栅传感器产品已经广泛 应用到石化、交通、水利、电力等领域，产品在国内市场的占有率达到 70%以上。 二、 隧道火灾报警技术概述 针对公路、铁路、运输通道等交通、 运输工程项目由于现场工作存在着一定的火灾险要情况， 因此对以上场所进行实时、 准确的火情监测对保障公共财产安全和人身安全有着十分重要的意义。 目前所应用得火灾报警有三种技术——（ 1）感温电缆技术、（2）喇曼散射技术和（ 3）光纤光栅技术。 早期的火灾报警采用感温电缆方案，其优点是成本低，但其在温度报警 点的设置以及定位、定量、可重复使用性等方面有着严重缺陷。 利用喇曼散射技术进行分布式温度测量在上世纪 80 年代被提出，它能进行分布式、长距离的温度测量，但这种系统是基于对微弱的反射模拟信 号的测量，所以容易受光源起伏等其它因素的干扰；另一方面，它的测量精度和响应时间相互制约，无法同时实现短的响应时间和高的测量精度。 光纤光栅传感技术是近几年发展起来的新一代传感技术，它采用对波长信号的数字式测量方法，具有极高的测量精度和抗干扰能力，而且监测距离长、响应时间快，布点灵活，已应用于许多领域的安全监测。 这三种技术优缺点如下表所示： 光纤光栅 感温电缆 喇曼散射 检测量类型 数字量 开关量 模拟量 测量精度 高 低 中 响应时间 短（与测量精度、 较短 长（受测量精度、 监测距离无关） 监测距离影响） 报警温度设定 在监测范围内任 固定 在监测范围内任 意设定 意设定 报警方式 定温 差温 混合 定温 定温 差温 混合 监测距离 长（ 20KM ） 短 较长 系统价格 适中 低 高 系统稳定性 稳健 超温即被破坏 经常要维护 安全性 高（本质防燃防 低（非本质安全防 高（本质防燃防 爆） 爆） 爆） 使用寿命 长（ 20 年） 5 年 长 综上所述，光纤光栅火灾报警系统能集多级定差温报警、 手动报警以及实时的温度监测于一体， 真正做到防患于未然， 作为交通运输等领域火情监测系统具有其它技术无可比拟的优势。 三、 TGW 光纤光栅感温火灾报警系统的原理 武汉理工光科股份有限公司的 TGW 系统采用光纤光栅作为温度敏感元件， 对波长信号进行数字式测量； 采用先进的可调法布里－珀罗腔滤波技术进行波长 检测。 TGW 系统的原理图如图 1 所示，当信号处理器检测到光纤光栅的反射波 长出现异常，它会发送报警信号给火灾报警控制器， 火灾报警控制器再发出采取 措施的信号。 光纤光栅探测器 传输光纤 信号处理器 手动报警按钮 报警信号 双绞线 火灾报警控制器 隧道现场 RS232 控制室 终端显示系统 图 1 火灾报警信号传输示意图 武汉理工光科股份有限公司的 TGW 光纤光栅感温火灾报警系统将传统波分复用技术和全同光纤光栅复用技术结合， 使用波分复用与全同光纤光栅混合复用方法，解决了火灾报警的难题。 入射光 宽带光源 全同光栅监测区 1 全同光栅监测区 2 全同光栅监测区 n 反射波长 λ1 反射波长 λ2 反射波长 λn 信号处理器 图 2 混合复用方法示意图 波分复用与全同光纤光栅混合复用的方法如图 2 所示，系统将监测场所分为 多个防火分区，不同防火分区以全同光栅的波长 1,2 n 进行区分，每个分区长度 为 25－ 100 米。 1,2 n 中每一个波长对应的防火分区内有许多监测点，同一防火分区的所有监测点采用全同光栅，通常 100 米的监测区布设 10～20 个监测点， 这些监测点上的光纤光栅的反射波长都等于该区域的对应波长。 如果系统检测到 波长产生了移动，就表明它所监测的防火分区的温度发生了变化，若温度变化 超过了设定值， 系统就会报警。 这种混合复用的方法， 大大增加了系统的测量距离和测量点数，使之能够应用到更长距离的监控场所工程中去。 四、 TGW 系统的特点和应用情况 1．TGW 系统特点 TGW 光纤光栅感温火灾报警系统是武汉理工光科股份有限公司研制开发的 一种温度监测报警系统， 它采用先进的光纤光栅传感技术， 适用于各种恶劣环境 下长距离、高精度的温度监测。 对温度实时、分布监测 TGW