專利名稱：一種在線實(shí)時光纖光柵火災(zāi)監(jiān)測系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及火災(zāi)監(jiān)測系統(tǒng)，尤其是在線實(shí)時光纖光柵火災(zāi)監(jiān)測系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
長期以來，國內(nèi)外在消防技術(shù)與工程領(lǐng)域主要使用線型感溫電纜作為線型 感溫火災(zāi)探測器，感溫電纜是一種兩芯及采用"開/關(guān)"式原理設(shè)計的電纜。當(dāng)內(nèi) 置的兩芯導(dǎo)線於預(yù)設(shè)的溫度時受熱溶解便會形成電線短路並報警。感溫電纜價
格相對低廉(約50元/m)，但不能定位，也不能預(yù)報防災(zāi)現(xiàn)場溫度的變化過程。 近年來發(fā)展起來的利用分布式光纖溫度傳感器和準(zhǔn)分布式的光纖溫度傳感器 (主要有光纖光柵型和光纖法珀型)作為線型火災(zāi)監(jiān)測感溫電纜的感溫火災(zāi)探 測器，它可以在線實(shí)時預(yù)報溫度的變化，可以在很大的溫度范圍設(shè)置報警溫度， 是本質(zhì)安全型的線型感溫火災(zāi)探測器，在電力工業(yè)、石化企業(yè)和土木工程上已 成功地應(yīng)用，但解調(diào)器的價格偏貴，應(yīng)用范圍受到了限制。研制低成本的在線 實(shí)時光纖光柵火災(zāi)監(jiān)測系統(tǒng)成為當(dāng)務(wù)之急。 發(fā)明內(nèi)容
本實(shí)用新型的目的是提供一種低成本、分辨率高，解調(diào)速度快的在線實(shí)時 光纖光柵火災(zāi)監(jiān)測系統(tǒng)。
本實(shí)用新型的在線實(shí)時光纖光柵火災(zāi)監(jiān)測系統(tǒng)包括帶尾纖的激光二極管、 光纖環(huán)行器，感溫光纜、光纖粗波分復(fù)用解調(diào)器，光電探測器、數(shù)字信號處理 器和顯示器或報警器，光纖環(huán)行器的輸入端與帶尾纖的激光二極管相連，光纖 環(huán)行器的一個端口與感溫光纜的一端相連，在感溫光纜上連接有n個同一波長 的光纖光柵感溫火災(zāi)探測器，n為正整數(shù)，感溫光纜產(chǎn)生的背向散射光、反射光 通過光纖環(huán)行器進(jìn)入將溫度變化引起的光纖光柵感溫探測器主波長位移轉(zhuǎn)換成 光強(qiáng)變化的光纖粗波分復(fù)用解調(diào)器，光纖粗波分復(fù)用解調(diào)器的輸出端與將光強(qiáng) 度轉(zhuǎn)換成電信號的光電探測器的輸入端相連，光電探測器的輸出端與數(shù)字信號 處理器的輸入端相連，數(shù)字信號處理器的信號輸出端連接顯示器或報警器。
本實(shí)用新型中，所說的帶尾纖的激光二極管可以采用波長為1550nm、光譜 帶寬為1.6nm，脈沖寬度為28ns的激光二極管。
本實(shí)用新型中，所說的光纖光柵感溫火災(zāi)探測器是用紫外激光照射光纖光 柵模板在載氫光纖上燒制光纖光柵制作而成，其主波長為1550nm，光譜寬度為 O.lnm,反射率為3dB，受溫度變化光柵衍射的主波長產(chǎn)生10pm/°C位移。通過
3波長位移量檢測，確定光纖光柵感溫火災(zāi)探測器所在空域的溫度變化。
本實(shí)用新型中，所說的光纖粗波分復(fù)用解調(diào)器釆用光纖拉錐法制成，在
1549nrn到1552nrn的范圍內(nèi)，透過率隨波長的變化線性增長，增長率為 33.3%/亂
在線實(shí)時光纖光柵火災(zāi)監(jiān)測系統(tǒng)工作時，帶尾纖的激光二極管發(fā)出的激光 進(jìn)入光纖環(huán)行器，經(jīng)光纖環(huán)行器發(fā)生的脈沖激光進(jìn)入帶有光纖光柵感溫火災(zāi)探 測器的感溫光纜，產(chǎn)生的背向散射光、反射光通過光纖環(huán)行器進(jìn)入光纖粗波分 復(fù)用解調(diào)器，將溫度變化引起的光纖光柵感溫探測器主波長位移轉(zhuǎn)換成光強(qiáng)的 變化，通過光電探測器將光強(qiáng)度轉(zhuǎn)換成電信號，光電探測器的輸出信號進(jìn)入帶 有放大與模數(shù)轉(zhuǎn)換和運(yùn)算的數(shù)字信號處理器，經(jīng)過溫度定標(biāo)，給出各個光纖光 柵感溫火災(zāi)探測器的溫度變化值，從而得到感溫光纜上光纖光柵感溫火災(zāi)探測 器所處空域的溫度變化量，利用光時域反射對光纖光柵感溫火災(zāi)探測器定位(光 纖雷達(dá)定位)。當(dāng)感溫火災(zāi)探測器所在空域溫度大于50。C時，在50。C-150。C范 圍內(nèi)進(jìn)行火災(zāi)在線監(jiān)測預(yù)報，由顯示器顯示或通過通訊接口、通訊協(xié)議進(jìn)行遠(yuǎn) 程網(wǎng)絡(luò)傳輸，當(dāng)感溫光纜上的感溫火災(zāi)探測器所在空域溫度達(dá)到設(shè)定的火災(zāi)報 警溫度時，向火災(zāi)報警控制器發(fā)出火災(zāi)報警信號。
本實(shí)用新型的有益效果在于-
本實(shí)用新型的在線實(shí)時光纖光柵火災(zāi)監(jiān)測系統(tǒng)是基于粗波分復(fù)用解調(diào)技 術(shù)、光時域分析技術(shù)和光纖光柵測溫原理制成，采用光纖粗波分復(fù)用解調(diào)器將 光纖光柵感溫火災(zāi)探測器主波長位移轉(zhuǎn)換成光強(qiáng)的變化，通過光電探測器將光 強(qiáng)度轉(zhuǎn)換成電信號，解調(diào)速度快。采用脈寬為28ns的脈沖激光，可確保最小感 溫長度為3m，提高空間分辨率。本實(shí)用新型可實(shí)現(xiàn)在線實(shí)時快速火災(zāi)監(jiān)測，且 所用器件廉價，成本低，性價比優(yōu)于現(xiàn)用消防的感溫電纜和其它感溫光纜，有 利于廣泛應(yīng)用。

圖1是在線實(shí)時光纖光柵火災(zāi)監(jiān)測系統(tǒng)的示意圖。
具體實(shí)施方式

參照圖1，本實(shí)用新型的在線實(shí)時光纖光柵火災(zāi)監(jiān)測系統(tǒng)包括帶尾纖的激光二極 管11、光纖環(huán)行器12，感溫光纜13、光纖粗波分復(fù)用解調(diào)器14，光電探測器 15、數(shù)字信號處理器16和顯示器或報警器17，光纖環(huán)行器12的輸入端與帶尾 纖的激光二極管11相連，光纖環(huán)行器12的一個端口與感溫光纜13的一端相連， 在感溫光纜13上連接有n個同一波長的光纖光柵感溫火災(zāi)探測器(18)， n為正
4整數(shù)，感溫光纜13產(chǎn)生的背向散射光、反射光通過光纖環(huán)行器12進(jìn)入將溫度 變化引起的光纖光柵感溫探測器主波長位移轉(zhuǎn)換成光強(qiáng)變化的光纖粗波分復(fù)用 解調(diào)器14，光纖粗波分復(fù)用解調(diào)器14的輸出端與將光強(qiáng)度轉(zhuǎn)換成電信號的光電 探測器15的輸入端相連，光電探測器15的輸出端與數(shù)字信號處理器16的輸入 端相連，數(shù)字信號處理器16的信號輸出端連接顯示器或報警器17。
本例中，所用的光纖粗波分復(fù)用解調(diào)器釆用光纖拉錐法制成，在1549nm到 1552nm的范圍內(nèi)，透過率隨波長的變化線性增長，增長率為33.3%/nm。帶尾纖 的激光二極管是波長為1550nm、光譜帶寬為1.6nm，脈沖寬度為28ns的激光二 極管。鋪設(shè)在防災(zāi)現(xiàn)場的感溫光纜長10km ，連接在感溫光纜上的光纖光柵感 溫火災(zāi)探測器有50個，50個光纖光柵感溫火災(zāi)探測器有同一波長1550nm，光 譜寬度為O.lnm,反射率為3dB,光纖光柵感溫火災(zāi)探測器受溫度變化的影響， 光柵衍射的主波長產(chǎn)生10pmTC位移，對波長位移量檢測，確定光纖光柵感溫 火災(zāi)探測器所在空域的溫度變化。根據(jù)防災(zāi)工程的需要設(shè)計安排光纖光柵感溫 火災(zāi)探測器在光纖光柵感溫光纜上安裝數(shù)量和位置。
權(quán)利要求1. 一種在線實(shí)時光纖光柵火災(zāi)監(jiān)測系統(tǒng)，其特征是包括帶尾纖的激光二極管(11)、光纖環(huán)行器(12)，感溫光纜(13)、光纖粗波分復(fù)用解調(diào)器(14)，光電探測器(15)、數(shù)字信號處理器(16)和顯示器或報警器(17)，光纖環(huán)行器(12)的輸入端與帶尾纖的激光二極管(11)相連，光纖環(huán)行器(12)的一個端口與感溫光纜(13)的一端相連，在感溫光纜(13)上連接有n個同一波長的光纖光柵感溫火災(zāi)探測器(18)，n為正整數(shù)，感溫光纜(13)產(chǎn)生的背向散射光、反射光通過光纖環(huán)行器(12)進(jìn)入將溫度變化引起的光纖光柵感溫探測器主波長位移轉(zhuǎn)換成光強(qiáng)變化的光纖粗波分復(fù)用解調(diào)器(14)，光纖粗波分復(fù)用解調(diào)器(14)的輸出端與將光強(qiáng)度轉(zhuǎn)換成電信號的光電探測器(15)的輸入端相連，光電探測器(15)的輸出端與數(shù)字信號處理器(16)的輸入端相連，數(shù)字信號處理器(16)的信號輸出端連接顯示器或報警器(17)。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的在線實(shí)時光纖光柵火災(zāi)監(jiān)測系統(tǒng)，其特征在于帶 尾纖的激光二極管(11)是波長為1550nm、光譜帶寬為1.6nm，脈沖寬度為28ns 的激光二極管。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的在線實(shí)時光纖光柵火災(zāi)監(jiān)測系統(tǒng)，其特征在于感 溫光纜(13)為10km長G652單模光纖，連接在感溫光纜(13)上的光纖光柵 感溫火災(zāi)探測器(18)有50個。
4. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的在線實(shí)時光纖光柵火災(zāi)監(jiān)測系統(tǒng)，其特征在于所 說的光纖粗波分復(fù)用解調(diào)器(14)在1549nm到1552nm范圍內(nèi)，透過率隨波長 線性增長，增長率為33.3%/nm。
專利摘要本實(shí)用新型公開的在線實(shí)時光纖光柵火災(zāi)監(jiān)測系統(tǒng)，是基于粗波分復(fù)用解調(diào)技術(shù)、光時域分析技術(shù)和光纖光柵測溫原理制成的。包括光纖環(huán)行器，光纖環(huán)行器的輸入端與帶尾纖的激光二極管相連，光纖環(huán)行器的輸出端依次與光纖粗波分復(fù)用解調(diào)器，光電探測器和數(shù)字信號處理器相連，光纖環(huán)行器的另一個端口與感溫光纜的一端相連，在感溫光纜上連接有n個同一波長的光纖光柵感溫火災(zāi)探測器，數(shù)字信號處理器的信號輸出端連接顯示器或報警器，n為正整數(shù)。該火災(zāi)監(jiān)測系統(tǒng)具有低成本、分辨率高，解調(diào)速度快的優(yōu)點(diǎn)，性價比優(yōu)于現(xiàn)用防災(zāi)的感溫電纜和其它感溫光纜。
文檔編號G08B17/06GK201266418SQ20082012222
公開日2009年7月1日 申請日期2008年7月25日 優(yōu)先權(quán)日2008年7月25日
發(fā)明者張在宣, 張淑琴, 董新永, 龔華平 申請人:中國計量學(xué)院