CN206147889U - 一种可实时测量隧道群温度的感温火灾报警监控系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供了一种可实时测量隧道群温度的感温火灾报警监控系统，包括感温光纤、测温主机机柜、远程监控计算机以及远程通信模块组成。感温光纤平行布置于高速公路隧道洞内路面两侧的电缆沟内；测温主机机柜布置于被监测隧道附近的配电房内；远程监控计算机位于监控室内，与测温主机网络连接，同时接受和处理来自不同隧道的多台测温主机的温度监测数据。本实用新型将分布式光纤测温传感技术与无线网络传输技术相结合，具有测温连续、定位准确以及智能化响应程度高等优点，实现高速公路多隧道集中监控和管理，兼顾用户交互良好和火灾识别精度。

Description

一种可实时测量隧道群温度的感温火灾报警监控系统

技术领域

本实用新型属于智能交通领域，具体来说，涉及一种可实时测量隧道群温度的感温火灾报警监控系统。

背景技术

高速公路隧道因其独特的半密闭环境和交通参与者较高的车速，一旦发生火灾，释放的热量和烟气难以排出，火灾扑救和人员疏散困难，会造成极具破坏性和危险性的后果，是高速公路运营安全监管的重中之重。

传统的隧道火灾报警系统需要在隧道中人为识别火灾，并操作隧道洞壁上的火灾报警按钮，发出报警信号，通知监控人员隧道内有火情，因此，火灾报警响应周期长，无法与其他消防设备联动，智能化程度低，仅作为隧道火灾报警系统的辅助系统实施。

因此，使得隧道火灾报警系统能够智能化地实现隧道温度的连续测量，准确定位温度异常点，与其他消防设备联动，以大大缩短隧道内火情的响应时间，降低火灾的危害，且能够同时监控多条隧道的温度分布情况，实现隧道群火灾的集中管理和监控，为目前亟待解决的技术问题。

分布式光纤测温传感技术由于能够在沿光纤走向的长距离空间上对温度进行分布式连续测量和温度异常点的定位，现在已经在油井、煤矿、水电工程、轨道交通等领域的温度监测与报警系统中得到了广泛应用。

本实用新型将分布式光纤测温传感技术与网络通信技术相结合应用到高速公路隧道火灾报警监控系统中，提出一种可实时测量隧道群温度的感温火灾报警监控系统。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供一种可实时测量隧道群温度的感温火灾报警监控系统，该系统通过布置在高速公路隧道内的测温光纤实时监测隧道内的温度分布情况，通过测温主机实现温度数据的采集和处理，通过远程传输网络将多台测温主机处理的温度数据上传到位于监控室里的远程监控主机上，实现高速公路多隧道温度数据集中监控，温度异常准确定位、及时报警。

为了实现上述目的，本实用新型采用了以下技术方案：

本实用新型提供了一种可实时测量隧道群温度的感温火灾报警监控系统，包括感温光纤、测温主机机柜、远程监控计算机和远程通信模块；其中，测温主机机柜包括测温主机，感温光纤连接到测温主机，测温主机通过所述远程通信模块组网与所述远程监控计算机进行数据通信；感温光纤平行布置于高速公路隧道洞内路面两侧的电缆沟内；测温主机机柜布置于被监测隧道附近的配电房内；远程监控计算机位于监控室内，与测温主机网络连接，同时接受和处理来自不同隧道的多台所述测温主机的温度监测数据。

进一步地，同一位置隧道的左洞和右洞布置4条感温光纤，4条感温光纤连接到同一测温主机。

进一步地，感温光纤在高速公路隧道单洞内平行布置在路面两侧的电缆沟里，每隔50米用防水防腐胶带固定在电缆线上。

进一步地，感温光纤外部设置有聚酰胺塑料护套或不锈钢管，保护感温光纤抵抗隧道电缆沟恶劣环境(潮湿、腐蚀、磨损)的影响，使用寿命可达30年。

进一步地，测温主机机柜从上到下依次包括：散热器、触摸屏显示器、键盘和鼠标、测温主机、UPS不间断电源控制器和蓄电池。

进一步地，测温主机集成了工控主板，连接触摸屏显示器(7)、键盘(8)和鼠标(9)，且配置有用于温度校准的恒温槽。

进一步地，恒温槽设定温度为20℃，其内布置一截用于温度校准的参考光纤，用于实时修正测温主机硬件电路光电转换时的计算参数、校准测量温度。

进一步地，测温主机机柜同时配置有市电和UPS不间断电源两种供电方式。

进一步地，当所述测温主机机柜的外接电源供电出现异常时，所述UPS不间断电源控制器自启动蓄电池供电，并通过声光报警器发出报警信号。

进一步地，测温主机的测温数据点与点之间识别精度为0.2米，即1km长的隧道采集5000个温度数据。

进一步地，测温主机单通道最大可连接10km长的感温光纤，实时连续检测感温光纤的温度，即可测隧道长度不得超过10km。

进一步地，远程监控计算机包括显示器、鼠标和键盘、报警灯、喇叭和计算机。

进一步地，远程监控计算机的显示器显示当前各隧道的实时温度数据和报警信息，当识别到报警信息时，控制报警灯闪烁、喇叭播放报警信息、显示器显示当前报警的位置信息。

进一步地，远程监控计算机在处理隧道温度数据时，设置50米为一个温度监测报警分区，显示在远程监控计算机的显示器上。

进一步地，温度监测报警分区设置多级高温报警、温升速率报警和温升趋势报警三种报警方式。

本实用新型相对现有技术的优点是：

1、本实用新型采用分布式光纤传感技术测量高速公路隧道温度，测温数据连续，温度异常点定位准确。

2、本实用新型在测温主机中配置20摄氏度的恒温槽实时校准测量温度数据，提高系统温度测量精度，有效消除环境较大温差对测量结果的影响。

3、本实用新型测温主机与远程监控计算机采用网络连接，远程监控计算机可同时监控多台测温主机，同时接收多台测温主机的温度数据，实现高速公路多隧道的集中监控和管理。

4、本实用新型远程监控计算机上采用50米设置一个温度监测报警点，即250个光纤测温数据取一次最大值作为温度监测报警点的温度值的数据处理方法，提高用户交互体验的同时保证温度异常点的优先报警。

附图说明

图1为本实用新型的感温火灾报警监控系统组成示意图。

图2为测温光纤在高速公路隧道中的布置图。

图3为测温主机机柜布置图。

图4为高速公路隧道火灾报警监控系统主界面。

其中：1-感温光纤，2-测温主机机柜，3-远程监控计算机，4-远程通信模块，5-测温主机，6-散热器，7-触摸屏显示器，8-键盘，9-鼠标，10-UPS不间断电源控制器，11-蓄电池，12-恒温槽。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施例对本实用新型的可实时测量隧道群温度的感温火灾报警监控系统做进一步详细说明，但是本实用新型的保护范围并不限于此。

图1示出了本实用新型的感温火灾报警监控系统组成示意图，系统由感温光纤1、测温主机机柜2、远程监控计算机3以及远程通信模块4组成，其中测温主机机柜2包括测温主机5，感温光纤1连接到测温主机5，测温主机5通过远程通信模块4组网与远程监控计算机3进行数据通信，感温光纤1和测温主机机柜2位于高速公路隧道测温现场，远程监控计算机3位于远离高速公路隧道测温现场的监控室内。

感温光纤1纤芯为掺锗的二氧化硅、包层为纯二氧化硅、芯径为62.5/125μm的多模光纤，折射率高、芯线粗、制造、耦合连接较容易，而且成本较低。光纤的外部保护措施为外径3mm、厚度0.5mm的不锈钢螺旋管，且内部填充起隔水导热作用的油膏，适应高速公路隧道线缆沟阴暗潮湿的恶劣工作环境。

图2示出了感温光纤1在高速公路隧道中的布置。高速公路隧道按行驶方向不同，相同位置的隧道分为左洞和右洞，如图2所示，每个洞内都有两条感温光纤1平行布置在隧道洞内路面两侧的电缆沟里，并每隔50米用防水防腐胶带固定在电缆线上。布置在相同位置不同行驶方向上的左右洞的四条测温光纤连接到同一台支持4通道的测温主机5上。

测温主机机柜2布置于监测隧道对象附近的配电房内，主机机柜采用防尘防潮防静电处理，并做两次接地，机柜高度2000mm，宽度600mm，深度1000mm，钢化玻璃前门，冷轧钢网孔后门，主体立柱厚度2.2mm，其他厚度1.5mm。

图3示出测温主机机柜2的结构图，如图3所示，测温主机机柜从上到下依次为散热器6、触摸屏显示器7、键盘8和鼠标9、测温主机5、UPS不间断电源控制器10和蓄电池11，其中测温主机5集成了研华AIMB-763G2的工控主板，连接触摸屏显示器7、键盘8和鼠标9，触摸屏显示器7实时显示当前隧道的温度数据和火灾报警信息，测温主机5识别隧道内火灾报警信息控制声光报警器红灯闪烁、蜂鸣器发声，发出报警信号。

测温主机机柜2同时配置有市电和UPS不间断电源两种供电方式，当测温主机机柜2的外接电源供电出现异常时，所述UPS不间断电源控制器10自启动蓄电池11供电，确保系统正常运行，并通过声光报警器发出报警信号，提醒设备维护人员及时检修供电线路恢复供电。

测温主机5配置150*100mm的恒温槽12，恒温槽12设定温度为20℃，其内布置一截用于温度校准的参考光纤，通过参考光纤实时修正测温主机硬件电路光电转换时的计算参数，从而不断校准测量温度，使测温主机5数据采集和处理模块能够灵活适应变化较大的环境温差。

测温主机5硬件电路的测温数据点与点之间识别精度为0.2米，即1km长的隧道采集5000个温度数据。测温主机5单通道最大可连接10km感温光纤1，实时连续检测感温光纤1的温度，即可测隧道长度不得超过10km。

图4示出远程监控计算机3的运行主界面，所述远程监控计算机3位于监控室内，包括显示器、鼠标和键盘、报警灯、喇叭和计算机，与测温主机5网络连接，同时接受和处理来自不同隧道的多台测温主机5的温度监测数据。显示器显示当前各隧道的实时温度数据和报警信息，计算机用于处理与多台测温主机的连接和数据通信，当识别到报警信息时，控制报警灯闪烁、喇叭播放报警信息、显示器显示当前报警的位置信息，警示隧道管理人员隧道的温度异常，及时排查，防止事故发生或恶化。

如图4所示，所述远程监控计算机在处理隧道温度数据时，设置50米为一个温度监测报警分区，即250个光纤测温数据取最大值作为温度监测报警分区的温度值，显示在远程监控计算机的显示器上。温度监测报警分区设置多级高温报警、温升速率报警和温升趋势报警三种报警方式，可在火灾发生前早期预警。

本实用新型相对现有技术的优点在于：采用分布式光纤传感技术测量高速公路隧道温度，测温数据连续，温度异常点定位准确，配置恒温槽实时校准测量温度数据，测温主机与远程监控计算机采用网络连接，远程监控计算机可同时监控多台测温主机，同时接收多台测温主机的温度数据，实现高速公路多隧道的集中监控和管理。

可以理解的是，以上实施方式仅仅是为了说明本实用新型的原理而采用的示例性实施方式，然而本实用新型并不局限于此。对于本领域内的普通技术人员而言，在不脱离本实用新型的精神和实质的情况下，可以做出各种变型和改进，这些变型和改进也视为本实用新型的保护范围。

Claims (10)

1.一种可实时测量隧道群温度的感温火灾报警监控系统，其特征在于：包括感温光纤(1)、测温主机机柜(2)、远程监控计算机(3)和远程通信模块(4)；

其中，所述测温主机机柜(2)包括测温主机(5)，所述感温光纤(1)连接到所述测温主机(5)，所述测温主机(5)通过所述远程通信模块(4)组网与所述远程监控计算机(3)进行数据通信；

所述感温光纤(1)平行布置于高速公路隧道洞内路面两侧的电缆沟内；

所述测温主机机柜(2)布置于被监测隧道附近的配电房内；

所述远程监控计算机(3)位于监控室内，与所述测温主机(5)网络连接，同时接受和处理来自不同隧道的多台所述测温主机(5)的温度监测数据；

同一位置隧道的左洞和右洞布置4条所述感温光纤(1)，4条所述感温光纤(1)连接到同一所述测温主机(5)；

所述感温光纤(1)在高速公路隧道单洞内平行布置在路面两侧的电缆沟里，每隔50米用防水防腐胶带固定在电缆线上；

所述感温光纤(1)外部设置有聚酰胺塑料护套或不锈钢管；

所述测温主机机柜(2)从上到下依次包括：散热器(6)、触摸屏显示器(7)、键盘(8)和鼠标(9)、测温主机(5)、UPS不间断电源控制器(10)和蓄电池(11)。

2.如权利要求1所述的一种可实时测量隧道群温度的感温火灾报警监控系统，其特征在于：所述测温主机(5)集成了工控主板，连接所述触摸屏显示器(7)、键盘(8)和鼠标(9)，配置有用于温度校准的恒温槽(12)。

3.如权利要求2所述的一种可实时测量隧道群温度的感温火灾报警监控系统，其特征在于：所述恒温槽(12)设定温度为20℃，其内布置一截用于温度校准的参考光纤，用于实时修正测温主机硬件电路光电转换时的计算参数、校准测量温度。

4.如权利要求3所述的一种可实时测量隧道群温度的感温火灾报警监控系统，其特征在于：所述测温主机机柜(2)同时配置有市电和UPS不间断电源两种供电方式。

5.如权利要求4所述的一种可实时测量隧道群温度的感温火灾报警监控系统，其特征在于：当所述测温主机机柜(2)的外接电源供电出现异常时，所述UPS不间断电源控制器(10)自启动所述蓄电池(11)供电，并通过声光报警器发出报警信号。

6.如权利要求1-5之一所述的一种可实时测量隧道群温度的感温火灾报警监控系统，其特征在于：所述测温主机(5)的测温数据点与点之间识别精度为0.2米。

7.如权利要求6所述的一种可实时测量隧道群温度的感温火灾报警监控系统，其特征在于：所述测温主机(5)单通道最大可连接10km长的所述感温光纤(1)，实时连续检测所述感温光纤(1)的温度。

8.如权利要求7所述的一种可实时测量隧道群温度的感温火灾报警监控系统，其特征在于：所述远程监控计算机(3)包括显示器、鼠标和键盘、报警灯、喇叭和计算机。

9.如权利要求8所述的一种可实时测量隧道群温度的感温火灾报警监控系统，其特征在于：所述远程监控计算机(3)的所述显示器显示当前各隧道的实时温度数据和报警信息，当识别到报警信息时，控制所述报警灯闪烁、所述喇叭播放报警信息、所述显示器显示当前报警的位置信息。

10.如权利要求9所述的一种可实时测量隧道群温度的感温火灾报警监控系统，其特征在于：所述远程监控计算机(3)在处理隧道温度数据时，设置50米为一个温度监测报警分区，显示在所述远程监控计算机(3)的所述显示器上；

所述温度监测报警分区设置多级高温报警、温升速率报警和温升趋势报警三种报警方式。