光纖光柵感溫火災(zāi)探測方法的研究.pdf

1、火災(zāi)對人類的生命財產(chǎn)和社會安全構(gòu)成極大的危害，所以人類一直尋求杜絕和減少火災(zāi)的辦法，感溫式火災(zāi)探測是一種火災(zāi)早期探測和預(yù)報的方法，這種方法實時跟蹤環(huán)境溫度，在環(huán)境溫度異常變化或溫度處于火警閥值時做出預(yù)報。 傳統(tǒng)的感溫火災(zāi)探測方法是采用線型感溫電纜實現(xiàn)火災(zāi)探測，但因為感溫電纜火災(zāi)探測器需要電源作為信號激勵，所以無法應(yīng)用在石油、化工、軍工等需要本質(zhì)安全防暴的特殊領(lǐng)域；基于喇曼散射的光纖感溫火災(zāi)探測系統(tǒng)因其溫度傳感原理決定了系統(tǒng)需采

2、用微弱信號檢測技術(shù)，信號處理手段復(fù)雜，對溫度的響應(yīng)時間不能很好地滿足對火災(zāi)預(yù)報的要求光纖Bragg光柵具有良好的溫敏特性，本文以光纖Bragg光柵作為感溫探測器，采用全同光柵技術(shù)進行火災(zāi)探測，實現(xiàn)了在光纖Bragg光柵溫度傳感技術(shù)上的火災(zāi)探測系統(tǒng)，應(yīng)用于石化行業(yè)儲油罐區(qū)安防系統(tǒng)中。 本文闡述了光纖光柵傳感的基本理論，通過耦合模理論得到光纖光柵Bragg方程；波長解調(diào)技術(shù)是光纖傳感技術(shù)的關(guān)鍵，文中介紹了目前的波長解調(diào)方法和原理，

3、著重介紹了武漢理工大學(xué)光纖研究中心自行研制的基于邊緣濾波器的光纖光柵動態(tài)信號的解調(diào)原理。 通過理論分析和實驗，分析了封裝后的光纖光柵感溫探測器的溫敏特性，通過進一步的實驗和分析，總結(jié)出采用二次曲線擬合實際溫度曲線的方法，可以獲得較為滿意的溫度探測精度。 文中詳細(xì)論述了全同光柵的工作機理，實現(xiàn)了光纖光柵大容量點式火災(zāi)探測，解決了光纖光柵分布式火災(zāi)探測技術(shù)中感溫探測器數(shù)量受光源和波長解調(diào)器帶寬限制探的問題。針對全同光柵傳

4、感信號首次提出了邊緣波長和中心波長復(fù)合解調(diào)的方法，既滿足了全同光柵火災(zāi)探測技術(shù)所特有的信號解調(diào)要求，又解決了因光源衰減對溫度檢測精度所造成的不利影響。文中將全同光柵和波分復(fù)用技術(shù)相結(jié)合，實現(xiàn)了可區(qū)域定位的光纖光柵感溫火災(zāi)探測系統(tǒng)，探索性地分析和討論了采用編碼光柵技術(shù)實現(xiàn)可逐點定位的火災(zāi)探測系統(tǒng)。文中還介紹了火災(zāi)探測系統(tǒng)信號處理器的結(jié)構(gòu)，主要介紹了信號的采集和數(shù)據(jù)的內(nèi)部與外部傳遞的方法；論文最后介紹了光纖光柵感溫火災(zāi)探測系統(tǒng)在石化儲油罐區(qū)