CN103208163B - 一种基于光纤测温技术的安全监视系统 - Google Patents

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Abstract

一种基于光纤测温技术的监视系统,其包括测温光纤、光纤测温主机、光纤终端盒、多组火灾探测装置、电源总线、电源和多个加热信号转换器;测温光纤安装在火灾探测现场;光纤测温主机连接在测温光纤的一端;光纤终端盒连接在测温光纤的另一端;多个加热信号转换器相隔距离安装在测温光纤上;多组火灾探测装置通过电源总线彼此相连,每组火灾探测装置与一个加热信号转换器的位置相对应且通过电源总线与该加热信号转换器相连接;电源连在电源总线上,为火灾探测装置及加热信号转换器供电。本发明的监视系统探测距离可达到60公里,因此本系统大大地提高了火灾报警系统的使用范围。另外,由于光纤通信的抗干扰性强,因此现场使用比较方便、可靠。

Description

一种基于光纤测温技术的安全监视系统
技术领域
[0001] 本发明属于安全监视技术领域,特别是一种基于光纤测温技术的安全监视系统。
背景技术
[0002] 为了保障公路隧道的安全及正常使用,通常都在公路隧道内部安装用于监测明火和温度的火灾报警系统。图1为一种目前常用的公路隧道火灾报警系统构成示意图。如图1所示,这种公路隧道火灾报警系统主要包括火灾报警控制器1、火灾探测总线2、多个手动报警按钮3、多个火焰探测器4、电源总线5和电源6 ;其中多个火焰探测器4或/和多个手动报警按钮3沿隧道长度方向相隔距离设置在隧道内壁上,每个火焰探测器4和一个常闭型手动报警按钮3连接在火灾探测总线2上,火灾探测总线2与火灾报警控制器I相连,而电源6则通过电源总线5同时与所有火焰探测器4相接,为这些火焰探测器4提供电能。当隧道内发生火灾时,火焰探测器4将会检测到物质燃烧时产生的烟雾和放出的热量,或检测到可见或不可见光辐射,其立即将报警信息通过火灾探测总线2传递给火灾报警控制器1,或者现场的工作人员发现火灾时按下手动报警按钮3,该手动报警按钮3的动作信号也将通过火灾探测总线2传递给火灾报警控制器I,火灾报警控制器I根据上述信息发出火灾报警信号。
[0003]图2为另一种目前常用的公路隧道火灾报警系统构成示意图。如图2所示,这种公路隧道火灾探测系统由上述火灾探测系统和线型光纤测温系统结合在一起而构成;其中线型光纤测温系统包括输入模块7、光纤测温主机8、光纤9和光纤终端盒10 ;光纤9沿隧道长度方向设置在隧道内壁上,两端分别与光纤测温主机8和光纤终端盒10相连;光纤测温主机8通过输入模块7连接在上述火灾探测系统的火灾探测总线2上。当隧道内发生火灾时,火焰探测器4将会检测到物质燃烧时产生的烟雾和放出的热量,或检测到可见或不可见光辐射,其立即将报警信息通过火灾探测总线2传递给火灾报警控制器1,或者现场的工作人员发现火灾时按下手动报警按钮3,该手动报警按钮3的动作信号也将通过火灾探测总线2传递给火灾报警控制器I ;与此同时,光纤测温主机8将实时检测光纤9的温度,并将该温度检测值经过处理后通过连接在火灾探测总线2上的输入模块7传递给火灾报警控制器1,最后由火灾报警控制器I根据上述信息发出火灾报警信号。但是,上述两种公路隧道火灾探测系统存在下列问题:由于上述火灾探测系统是利用火灾探测总线2来传输电信号,众所周知,电信号随着传输距离的增加衰变很大,其通信距离仅为IKm〜2Km,这样,受通信距离的限制,因此难以满足大规模远距离的使用现场。
发明内容
[0004] 为了解决上述问题,本发明的目的在于提供一种能够远距离探测通信的基于光纤测温技术的监视系统。
[0005] 为了达到上述目的,本发明提供的基于光纤测温技术的监视系统包括测温光纤、光纤测温主机、光纤终端盒、多组火灾探测装置、电源总线、电源和多个加热信号转换器;其中测温光纤安装在火灾探测现场;光纤测温主机连接在测温光纤的一端,用于实时监测测温光纤的温度;光纤终端盒连接在测温光纤的另一端,对尾纤提供机械保护和环境保护;多个加热信号转换器相隔距离安装在测温光纤上;多组火灾探测装置通过电源总线彼此相连,每组火灾探测装置与一个加热信号转换器的位置相对应且通过电源总线与该加热信号转换器相连接;电源连接在电源总线上,为火灾探测装置及加热信号转换器提供电能。
[0006] 所述的基于光纤测温技术的监视系统还包括一条与多个加热信号转换器相连的加热电源总线以及连接在加热电源总线上的加热电源。
[0007] 所述的加热信号转换器主要包括温度测量单元、加热单元、监控单元和开关单元;其中开关单元连接在火灾探测装置上,用于监测火灾探测装置的开关信号;温度测量单元安装在测温光纤上,用于监测测温光纤的温度;加热单元安装在测温光纤上,用于发生火灾时加热测温光纤;监控单元与温度测量单元、开关单元和加热电源或电源相连,用于接收开关单元和温度测量单元的检测信号,并据此控制加热电源或电源的启动或切断;加热电源或电源同时与加热单元相接。
[0008] 所述的每组火灾探测装置由一个手动报警按钮或/和一个火焰探测器组成。
[0009] 所述的加热电源为交流220V、直流48V或直流24V中的任一种。
[0010] 所述的加热单元中的加热器件为云母电加热片、陶瓷电加热片或硅橡胶加热板。
[0011] 所述的测温光纤、光纤测温主机、光纤终端盒分别为测温光栅、光栅测温主机、光栅终端盒。
[0012] 本发明提供的基于光纤测温技术的监视系统是利用现场各种火灾探测装置输出的报警信号启动加热信号转换器中的加热单元,以加热某段测温光纤而使其升温至设定温度,当光纤测温主机监测到该段测温光纤的温度达到设定温度时,输出对应位置的报警信号。由于光纤测温技术具有光信号传输快、衰减小等特点,其探测距离可达到60公里,因此本系统大大地提高了火灾报警系统的使用范围。另外,由于光纤通信的抗干扰性强,因此现场使用比较方便、可靠。
附图说明
[0013] 图1为一种目前常用的公路隧道火灾报警系统构成示意图。
[0014]图2为另一种目前常用的公路隧道火灾报警系统构成示意图。
[0015]图3为本发明提供的基于光纤测温技术的安全监视系统示意图。
[0016] 图4为本发明提供的基于光纤测温技术的安全监视系统中加热信号转换器构成框图。
[0017]图5为本发明提供的基于光纤测温技术的安全监视系统中加热信号转换器实施例I电路原理示意图。
[0018]图6为本发明提供的基于光纤测温技术的安全监视系统中加热信号转换器实施例2电路原理示意图。
具体实施方式
[0019] 下面结合附图及实施例对本发明提供的基于光纤测温技术的监视系统进行详细说明。与已有技术相同的部件采用相同的附图标号,并省略对其进行的说明。
[0020] 实施例1
[0021] 如图3-图5所示,本实施例提供的基于光纤测温技术的监视系统包括测温光纤9、光纤测温主机8、光纤终端盒10、多组火灾探测装置、电源总线5、电源6和多个加热信号转换器12 ;其中测温光纤9安装在火灾探测现场;光纤测温主机8连接在测温光纤9的一端,用于实时监测测温光纤9的温度;光纤终端盒10连接在测温光纤9的另一端,对尾纤提供机械保护和环境保护;多个加热信号转换器12相隔距离安装在测温光纤9上;多组火灾探测装置通过电源总线5彼此相连,每组火灾探测装置与一个加热信号转换器12的位置相对应且通过电源总线5与该加热信号转换器12相连接;电源6连接在电源总线5上,为火灾探测装置及加热信号转换器12提供电能。
[0022] 所述的基于光纤测温技术的监视系统还包括一条与多个加热信号转换器12相连的加热电源总线Y以及连接在加热电源总线Y上的加热电源V ,可利用加热电源V单独通过加热电源总线5'为加热信号转换器12供电。
[0023] 所述的加热信号转换器12主要包括温度测量单元12-1、加热单元12-2、监控单元12-4和开关单元12-5 ;其中开关单元12-5连接在火灾探测装置上,用于监测火灾探测装置的开关信号;温度测量单元12-1安装在测温光纤9上,用于监测测温光纤9的温度;加热单元12-2安装在测温光纤9上,用于发生火灾时加热测温光纤9 ;监控单元12-4与温度测量单元12-1、开关单元12-5和加热电源6'或电源6相连,用于接收开关单元12-5和温度测量单元12-1的检测信号,并据此控制加热电源V或电源6的启动或切断;加热电源V或电源6同时与加热单元12-2相接。
[0024] 所述的每组火灾探测装置由一个手动报警按钮或/和一个火焰探测器组成。
[0025] 所述的加热电源&为交流220V、直流48V或直流24V中的任一种。
[0026] 所述的加热单元12-2中的加热器件为云母电加热片、陶瓷电加热片或硅橡胶加热板。
[0027] 现将本发明提供的基于光纤测温技术的监视系统工作原理阐述如下:
[0028] 在正常情况下,本监视系统中的火灾探测装置,比如手动报警按钮3或/和火焰探测器4不会输出报警信号,此时,加热信号转换器12就不会对对应区段的测温光纤9进行加热,光纤测温主机8就不会测量到测温光纤9上各局域的温度异常,所以光纤测温主机8也就不会输出火灾报警信号。当现场发生火灾时,位于该火灾现场的火焰探测器4将会检测到物质燃烧时产生的烟雾和放出的热量,或检测到可见或不可见光辐射,其立即产生动作,或者现场的工作人员发现火灾时按下常开型手动报警按钮3,由此接通加热信号转换器12的电源,这时,加热信号转换器12中安装在火焰探测器4或手动报警按钮3上的开关单元12-5将输出信号给监控单元12-4,在监控单元12-4的控制下,加热单元12_2将接通加热电源6'或电源6,由此给对应段的测温光纤9进行加热。一旦光纤测温主机8检测到该区域的温度达到报警温度,立即发出火灾报警信号。在加热单元12-2加热测温光纤9的过程中,安装在测温光纤9上的温度测量单元12-1将实时检测测温光纤9的温度,并将检测到的温度信号传送给监控单元12-4。一旦测温光纤9的温度达到设定的上限值,在监控单元12-4的控制下立即停止对测温光纤9的加热。上述加热温度上限值可以根据环境温度、现场探测设备类型、位置等情况而设定。
[0029] 如图5所示,图4中的温度测量单元12-1和监控单元12_4可以用过热元件12_3来代替,一旦对测温光纤9进行加热而使其达到设定的温度,可利用过热元件12-3切断对测温光纤9进行加热的加热电源V,而开关单元12-5串接在加热回路中可直接给加热单元12-2加电。图中的加热电源V接在图4中的加热电源总线Y上,开关单元12-5连接在火灾探测装置上,过热元件12-3、开关单元12-5和加热单元12-2串联在一起。一旦火灾探测装置输出开关量报警信号,加热单元12-2就开始对测温光纤9进行加热。但当加热温度超过所设定的过热元件12-3的动作温度,过热元件12-3就会切断加热电源V,以停止对测温光纤9的加热。所述的过热元件12-3为双金属片温度开关或热敏铁氧体温度开关,其动作温度需要根据现场设备具体要求选定,如环境温度、设备类型、设备位置等条件。
[0030] 如图6所示,图4中的温度测量单元12-1可以采用温度传感器,监控单元12-4实时监视与能够发出报警开关信号的火灾探测装置相连的开关单元12-5,并利用温度传感器实时监测测温光纤9的加热温度,即通过监视报警开关信号和监测加热温度来开启和切断加热电源6',另外,可在监控单元12-4上设定测温光纤9加热温度的上限值。一旦火灾探测装置产生报警动作并输出开关量报警信号,加热单元12-2立即开始对测温光纤9进行加热。当加热温度超过设定温度,监控单元12-4就会切断加热电源6',以停止对测温光纤9的加热。所述的温度传感器12-1为热敏电阻、温度探测芯片。
[0031] 实施例2
[0032] 本实施例与上述实施例1的区别是采用光栅测温系统代替光纤测温系统,加热信号转换器12针对设置在光纤电缆上的测温光栅加热,其它和实施例1的基于光纤测温技术的监视系统相同。这种情况下,上述测温光纤9、光纤测温主机8、光纤终端盒10分别为测温光栅、光栅测温主机、光栅终端盒。该光栅测温系统的光栅设置位置或间距可以根据工程防火区域划分实际情况在光栅光纤生产时设置。

Claims (4)

1.一种基于光纤测温技术的监视系统,所述的基于光纤测温技术的监视系统包括测温光纤(9)、光纤测温主机(8)、光纤终端盒(10)、多组火灾探测装置、电源总线(5)、电源(6)和多个加热信号转换器(12);其中测温光纤(9)安装在火灾探测现场;光纤测温主机(8)连接在测温光纤(9)的一端,用于实时监测测温光纤(9)的温度;光纤终端盒(10)连接在测温光纤(9)的另一端,对尾纤提供机械保护和环境保护;多个加热信号转换器(12)相隔距离安装在测温光纤(9)上;多组火灾探测装置通过电源总线(5)彼此相连,每组火灾探测装置与一个加热信号转换器(12)的位置相对应且通过电源总线(5)与该加热信号转换器(12)相连接;电源(6)连接在电源总线(5)上,为火灾探测装置及加热信号转换器(12)提供电能;其特征在于:所述的加热信号转换器(12)主要包括温度测量单元(12-1)、加热单元(12-2)、监控单元(12-4)和开关单元(12-5);其中开关单元(12_5)连接在火灾探测装置上,用于监测火灾探测装置的开关信号;温度测量单元(12-1)安装在测温光纤(9)上,用于监测测温光纤(9)的温度;加热单元(12-2)安装在测温光纤(9)上,用于发生火灾时加热测温光纤(9);监控单元(12-4)与温度测量单元(12-1)、开关单元(12-5)和加热电源(6丨)或电源(6)相连,用于接收开关单元(12-5)和温度测量单元(12-1)的检测信号,并据此控制加热电源(6 ')或电源(6)的启动或切断;加热电源(6 ')或电源(6)同时与加热单元(12-2)相接。
2.根据权利要求1所述的基于光纤测温技术的监视系统,其特征在于:所述的每组火灾探测装置由一个手动报警按钮或/和一个火焰探测器组成。
3.根据权利要求1所述的基于光纤测温技术的监视系统,其特征在于:所述的加热单元(12-2)中的加热器件为云母电加热片、陶瓷电加热片或硅橡胶加热板。
4.根据权利要求1至3中之一所述的基于光纤测温技术的监视系统,其特征在于:所述的测温光纤(9)、光纤测温主机(8)、光纤终端盒(10)分别为测温光栅、光栅测温主机、光栅终端盒。
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