光纤传感器在火灾报警中的应用
用于火灾预警的分布式光纤温度传感器
电子技术与软件工程Electronic Technology & Software Engineering电子技术Electronic Technology 用于火灾预警的分布式光纤温度传感器刘温彦（郑州大学 河南省郑州市 450001 ）摘 要：本文对光纤DTS 的国内外研究现状进行了概括，并给出了最新研究成果的系统构成、温度解调模型及算法。
该传感器具有智 能化、小型化、高精度、实时性等优点，可以针对不同的需求及场合进行功能扩展，可广泛用于煤矿业、电力系统行业、建筑业、航天航 空业等领域，有极大的发展空间和应用前景。
关键词：预警系统；分布式光纤温度传感器；电力系统1引言分布式光纤温度传感（DTS ））技术是二十世纪八十年代提出 的一种新型测温技术。
它的温度测量机理是光纤的瑞利散射、布里 渊散射和拉曼散射。
其中，基于瑞利散射的测量精度低、响应范围 小、传感距离短，应用范围非常受限⑴。
布里渊散射可同时进行应 力和温度的传感测量，但是测量所用激光光源、温度解调算法昂贵、 复杂，要想普及非常困难。
相比之下，拉曼散射DTS 系统构成简单， 成本中等，因而研究的种类最多、更容易实现商业化，逐渐成为温 度传感领域的研究热点。
上世纪八十年代初，英国的J.P. Dakin 课题组首先利用后向拉 曼散射光的温敏效应提出了分布式测温的理论模型⑵，并以此理论 为基础研制出光纤长度100m 、测温范围77K-800K 的DTS 系统叫 同时，英国南安普顿大学改变泵浦光源，利用物美价廉的半导体激 光器实现了 1000m 光纤的测温传感器实用系统⑷。
此后，很多公司 都相继推出了 DTS 系统，并且不断改善温度测量范围、空间分辨率、 温度分辨率以及测量时间。
与此同时，科研人员也在为系统性能的 提高及系统对各种不同应用场合的适用性进行更深入的研究W 中国对于DTS 的研究始于上世纪90年代初，一经开始，科学 研究和实用性的发展都非常迅速。
光纤传感器在火灾报警中的应用
光纤传感器在火灾报警中的应用王聪20801195第一章摘要随着经济建设的快速发展，新能源、新材料、新设备的广泛开发利用，火灾给人类带来损失反而增加。
为了抗拒火灾带来的危害，就需要发展反应更快、可靠性更高的火灾探测报警技术。
温度传感是光纤传感器最主要和最直接的应用之一，本文从温度传感理论模型的角度，分别研究了分布反馈式光纤温度监控系统和光纤光栅温度传感器原理及特点，详述了这一新技术在火灾报警应用中的优点和技术特点，并进一步的在光纤光栅温度传感器原理得基础上给出了火灾报警系统的系统组成和设计实例分析。
分析表明，利用光纤传感器进行温度探测与其他方法相比显示出巨大的优越性，它的出现为易燃易爆和强电磁场等场所的火灾探测提供了新的有效的技术途径。
关键词：温度探测、温度传感器、分布反馈式光纤温度监控系统、光纤光栅温度传感器第二章引言光纤传感技术是20 世纪70 年代伴随光通信技术的发展而迅速发展起来的新型传感技术。
光纤传感器以其高灵敏度、抗电磁干扰、耐腐蚀、可弯曲、体积小、结构简单以及与光纤传输线路相容等独特优点，受到世界各国广泛关注。
利用光纤传感器进行温度探测与其他方法相比显示出巨大的优越性，应用了光纤传感器的火灾报警系统是一种新型的火灾报警系统，它的出现为易燃易爆和强电磁场等场所火灾探测提供了新的有效的技术途径，并被越来越多的应用到各种环境的火灾报警中。
第三章分布反馈式光纤温度监控系统的原理及特点3．1原理光纤分布式温度监测系统[3]是光纤分布式传感技术的典型应用，是基于光纤本身的散射现象来进行温度测量的。
当某一波长的脉冲光导入光纤后，从光纤返回三种随时间变化的散射光：瑞利散射（Rayleign）、拉曼散射（Rama）、布里渊散射（Brillou）。
其中，瑞利散射光与入射光的频率相同，是由光纤材料折射率的变化引起的;而拉曼散射和布里渊散射两种散射光分别是由光振子和声振子引起的非顺应性散射，与入射光的频率不同。
光纤传感技术在火灾报警系统中的应用示例
光纤传感技术在火灾报警系统中的应用示例随着科技的不断进步，火灾预防和报警系统的技术也在不断发展。
光纤传感技术作为一种高效、可靠的监测手段，被越来越多地应用在火灾报警系统中。
本文将介绍光纤传感技术在火灾报警系统中的应用示例，展示其在提高火灾安全性方面的重要作用。
光纤传感技术的基本原理是利用光纤作为传感元件，通过测量光信号的改变来监测环境参数。
在火灾报警系统中，光纤传感技术主要用于温度、烟雾和火焰的监测。
首先，光纤传感技术可用于温度监测。
通过在光纤中等间距地安装一系列光纤传感器，可以实时地测量不同位置的温度变化。
当火灾发生时，温度会急剧上升，光纤传感器能够快速响应并将报警信号传送到控制中心，从而及时启动火灾报警系统。
此外，利用光纤传感技术，可以实现对火灾的预警，提前采取措施来防止火灾的发生和蔓延。
其次，光纤传感技术在火灾报警系统中的另一个应用是烟雾监测。
烟雾是火灾时最常见的气体产物之一，因此及时地检测烟雾对火灾的及早发现和扑灭至关重要。
通过在光纤中嵌入微小的烟雾传感器，当烟雾颗粒进入传感器时，光信号会发生变化，从而触发报警系统。
由于光纤传感器分布在整个火灾报警系统的区域中，可以迅速准确地确定火源位置，提高了对火灾的反应速度和准确性。
最后，光纤传感技术还可以用于火焰监测。
火焰是火灾时最直观的表现，光纤传感技术能够利用其敏感的光信号变化来检测火焰的存在。
具体而言，通过对光纤传感器的设计和布置，当火焰出现时，光纤传感器能够探测到火焰所产生的特定波长的光信号，并将其识别为火灾信号，立即传送到控制中心，启动火灾报警系统。
这种火焰监测方式不仅能够对小火焰进行敏感检测，还能够减少误报率，提高火灾报警系统的可靠性。
除了上述应用示例之外，光纤传感技术还可以与其他技术相结合，进一步增强火灾报警系统的功能。
例如，利用光纤的测振原理，可以对建筑结构的变形进行监测，从而及早发现因火灾引起的结构损坏情况。
此外，光纤传感技术还可以与数据分析和人工智能相结合，通过对火灾发展过程的实时监测和大数据分析，提供更准确、快速的火灾预警和应对策略。
光纤传感器在智能建筑安全监测中的应用
光纤传感器在智能建筑安全监测中的应用智能建筑的发展与光纤传感器的应用紧密相连。
光纤传感器作为一种高精度、高灵敏度的传感技术，可以实时监测建筑物的安全状态，提供及时的预警和反馈信息，为智能建筑的安全保障提供了可靠的技术支持。
在智能建筑安全监测中，光纤传感器主要应用在以下几个方面：1. 火灾监测和报警系统：光纤传感器可以实时监测建筑物内部的温度和烟雾浓度变化，及时发现火灾隐患并进行报警。
与传统的烟雾探测器相比，光纤传感器的优势在于其可以覆盖更大的监测范围，提供更加准确的火灾预警信息。
2. 结构监测和安全评估：光纤传感器可以监测建筑物的结构变化和振动情况，评估结构的安全性。
通过布置在建筑物骨架或地基中的光纤传感器，可以实时监测建筑物的变形、张力和挠度等重要参数，及时发现可能存在的结构问题，避免潜在的安全风险。
3. 环境监测和空气质量控制：光纤传感器可以监测建筑物内部的温湿度、气体浓度等环境参数，帮助实时控制建筑物的空气质量。
通过与智能建筑的自动控制系统连接，光纤传感器能够及时调节空调系统、通风系统等设备，实现室内环境的最佳控制。
4. 窃盗和入侵监测系统：光纤传感器可以布置在建筑物的墙体、门窗等位置，监测是否有人非法进入建筑物。
光纤传感器可以通过检测光信号在光纤中的传播延迟变化来判断是否有物体接触光纤，实现对建筑物的安全监测和报警功能。
5. 水和液体泄漏监测：光纤传感器可以监测建筑物的管道和水位，及时发现水和液体泄漏。
通过将光纤传感器安装在建筑物的管道和水池附近，可以实现对液体泄漏的实时监测和报警，避免水灾事故的发生。
总的来说，光纤传感器在智能建筑安全监测中具有诸多优势。
首先，由于光纤传感器的灵敏度和精度较高，可以提供更加准确的监测数据。
其次，光纤传感器可以远程监控和控制，可与智能建筑控制系统实现无缝对接，提高智能化程度。
此外，光纤传感器的可靠性和稳定性较高，能够长期稳定工作，减少维护成本和风险。
然而，光纤传感器应用在智能建筑安全监测中也面临一些挑战。
火灾报警技术的国内外发展现状
火灾报警技术的国内外发展现状火灾是一种破坏力极强的自然灾害，不仅给人们的生命财产安全带来威胁，还对社会经济发展造成严重影响。
为了及时发现并控制火灾，火灾报警技术应运而生。
本文将介绍火灾报警技术的国内外发展现状，以及其在实际应用中的一些创新和挑战。
一、国内火灾报警技术的发展现状近年来，随着我国经济的快速发展和城市化进程的加快，火灾的发生频率不断增加。
为了提高火灾报警技术的准确性和可靠性，我国在该领域进行了大量的研究和实践。
1.传感器技术的应用传感器是火灾报警系统的核心组成部分，其主要作用是感知火灾现场的各种参数变化，并将其转化为电信号进行处理。
目前，我国在传感器技术方面取得了一定的突破，如光纤传感器、红外传感器等的应用，使得火灾报警系统的灵敏度和响应速度大大提高。
2.智能化与自动化随着人工智能和物联网技术的发展，火灾报警系统也向智能化和自动化方向发展。
通过对火灾报警设备的网络化连接和远程监控，可以实现对火灾现场的实时监测和控制。
同时，智能化的火灾报警系统还可以通过数据分析和预测算法，提前预警火灾风险，为火灾防控提供更加精准的支持。
二、国外火灾报警技术的发展现状国外火灾报警技术的发展相对较早，已经形成了一套相对完善的体系。
以下是一些国外火灾报警技术的发展现状。
1.早期火灾报警系统早期的火灾报警系统主要依靠人工巡查和手动报警装置，存在准确性低、反应速度慢等问题。
然而，随着科技的进步，火灾报警技术得到了极大的改进。
2.光电式火灾报警器光电式火灾报警器是一种常见的火灾报警设备，其原理是利用光敏电池感应烟雾颗粒，当烟雾浓度超过一定阈值时，报警器会发出声音和光亮信号。
这种技术在国外得到了广泛应用，并已成为火灾报警系统的重要组成部分。
三、创新与挑战火灾报警技术的发展离不开持续的创新和不断的挑战。
以下是一些创新和挑战的例子。
1.火灾报警技术与人工智能的结合人工智能技术的快速发展为火灾报警技术带来了新的机遇。
通过利用人工智能算法对火灾报警数据进行分析和处理，可以提高火灾报警系统的准确性和可靠性。
光纤传感技术在火灾监测中的应用
光纤传感技术在火灾监测中的应用第一章：引言随着科技的不断发展，传感技术也越来越受到关注。
光纤传感技术（Fibre Optic Sensing Technology）是其中的一种成熟的技术，其利用光纤的光学特性对周围环境的物理量或化学量进行监测和检测。
在火灾监测领域，光纤传感技术可以实现精准、实时、长距离的火灾监测，达到很高的效果。
本文将深入探讨光纤传感技术在火灾监测中的应用。
第二章：光纤传感技术概述光纤传感技术是一种基于光学传输原理，将感应元件和信号处理器直接嵌入光纤中以实现监测目标物理量的一种技术。
常见的光纤传感技术有光纤布里渊分布式传感技术（Fiber Bragg Grating Distributed Sensing Technology，FBG）和光纤拉曼分布式传感（Fiber Raman Distributed Sensing Technology，FRD）。
FBG技术利用光纤布里渊效应实现对光信号体现的环境温度和应力的监测；FRD技术则利用光纤拉曼效应实现对环境中振动、温度、应力、附加质量等的实时监测。
第三章：火灾监测的需求火灾是一种具有明显危险性的猝不及防的事故，很多时候需要快速反应并进行及时有效的处置。
因此，火灾监测对于人员财产安全至关重要。
在如今经济社会的快速发展过程中，各类建筑和工厂如雨后春笋般涌现，这些新建筑往往采用先进的材料和工艺，而这一方面也会提高火灾发生的几率。
因此，火灾监测机制的建设迫在眉睫，尤其是传统的火灾监测技术已经难以满足高效、高可靠的需求。
第四章：光纤传感技术在火灾监测中的应用4.1 热传感光纤传感技术对于火灾监测的应用，最重要的便是利用光纤的热传感特性进行火灾监测。
光纤在受到温度变化時，其本身的折射率也会有所变化，与此同时，光的相位差也会相应发生变化。
光纤所传输的信号就会反映出产生温度变化的位置和实际温度值。
FBG技术可以通过热扰动信号捕捉光纤传输的信号，然后进行处理，得出发生火灾的具体位置和状态，以及火灾的温度详情。
消防工程中的火灾监测技术
消防工程中的火灾监测技术火灾是一种极具破坏性的自然灾害，极易导致生命财产的损失。
因此，在消防工程中，火灾监测技术起着至关重要的作用。
本文将介绍一些常见的消防工程中的火灾监测技术，以及它们的原理和应用场景。
1. 光纤光栅传感技术光纤光栅传感技术被广泛应用于火灾监测系统中，其原理是利用光纤中掺杂有折射率周期性变化结构，当火灾发生时，火焰的温度变化会引起光纤中的光强发生变化，进而作为火灾的监测信号。
这种技术具有灵敏度高、抗干扰能力强等优点，在航空航天、石油化工、地铁等场所有着广泛应用。
2. 烟雾探测器技术烟雾探测器是消防工程中最常见的火灾监测设备之一。
它通过感应空气中的烟雾粒子从而发出警报，起到火灾监测的作用。
根据原理的不同，烟雾探测器分为离子型烟雾探测器和光电型烟雾探测器。
离子型烟雾探测器是通过离子化空气中的烟雾颗粒，而光电型烟雾探测器则是利用光传感器发现烟雾粒子。
这种技术在大型建筑物、商业中心等场所广泛应用。
3. 热焰探测技术热焰探测技术是通过对火焰产生的红外辐射进行监测，从而实现对火灾的监测。
热焰探测技术可以分为红外线探测技术和紫外线探测技术。
红外线探测技术是通过检测火焰辐射的红外光信号，而紫外线探测技术则是监测火焰辐射的紫外线信号。
这两种技术都具有灵敏度高、误报率低、反应迅速等特点。
热焰探测技术广泛应用于工厂、仓库等有易燃易爆物质的场所。
4. 无线传感技术随着科技的进步，无线传感技术在消防工程中的应用越来越普遍。
无线传感技术是将传感器与无线通信技术相结合，实现对火灾的远程监测和报警。
无线传感技术具有布线灵活、安装方便等优点。
它可以通过无线网络与监控中心进行数据传输，从而提高火灾监测的效率和准确性。
这种技术在大型建筑物、电力设施等场所广泛应用。
综上所述，消防工程中的火灾监测技术包括光纤光栅传感技术、烟雾探测器技术、热焰探测技术和无线传感技术。
这些技术的运用使得火灾监测更加准确、灵敏，能够及时对火灾进行预警和控制，保障人员和财产的安全。
基于光纤传感技术的智能火灾预警系统研究
基于光纤传感技术的智能火灾预警系统研究智能火灾预警系统是当今社会安全领域的热门研究方向之一。
基于光纤传感技术的智能火灾预警系统能够实时监测火灾发生的情况并及时报警，具有快速响应、高精度和可靠性强的特点。
本文将从光纤传感技术的原理、智能火灾预警系统的主要组成部分以及研究进展等方面进行探讨。
首先，我们来了解一下光纤传感技术的原理。
光纤传感技术利用了光纤的特殊性质，将其作为传感器使用。
光纤传感器可以通过测量光信号的改变来获得所需要的信息。
在智能火灾预警系统中，光纤传感技术可以用于检测火灾产生的温度变化、烟雾浓度、气体浓度等参数，并将这些参数转化为光信号进行传输和处理。
智能火灾预警系统通常由传感器、数据采集与处理系统、通信系统和报警系统等部分组成。
传感器是系统的核心部分，负责对火灾产生的各种参数进行监测和检测。
传感器可以分为多种类型，如温度传感器、烟雾传感器、可燃气体传感器等。
这些传感器可以通过光纤传感技术实现实时监测和数据采集，并将采集到的数据传输给数据采集与处理系统。
数据采集与处理系统是智能火灾预警系统中的重要组成部分，负责接收传感器采集到的数据，并对数据进行处理、分析和判断。
数据采集与处理系统可以使用计算机、嵌入式系统等设备来实现。
通过对传感器采集到的数据进行智能化的分析和处理，可以实现对火灾的实时监测和预警。
通信系统是智能火灾预警系统中的关键部分，用于将采集到的数据传输给报警系统以及其他相关设备。
通信系统可以利用光纤传感技术实现数据的远程传输和共享，确保系统的实时性和可靠性。
通信系统还可以通过云平台进行数据存储和分析，实现对火灾预警系统的远程监控和管理。
报警系统是智能火灾预警系统中的最终环节，负责在火灾发生时及时发出警报信号。
报警系统可以包括声光报警器、报警信号灯等设备，用于向周围的人员发出警示，并通知相关部门进行处理。
随着科技的不断进步，基于光纤传感技术的智能火灾预警系统研究也取得了一系列的研究成果。
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光纤传感器在火灾报警中的应用王聪20801195第一章摘要随着经济建设的快速发展，新能源、新材料、新设备的广泛开发利用，火灾给人类带来损失反而增加。
为了抗拒火灾带来的危害，就需要发展反应更快、可靠性更高的火灾探测报警技术。
温度传感是光纤传感器最主要和最直接的应用之一，本文从温度传感理论模型的角度，分别研究了分布反馈式光纤温度监控系统和光纤光栅温度传感器原理及特点，详述了这一新技术在火灾报警应用中的优点和技术特点，并进一步的在光纤光栅温度传感器原理得基础上给出了火灾报警系统的系统组成和设计实例分析。
分析表明，利用光纤传感器进行温度探测与其他方法相比显示出巨大的优越性，它的出现为易燃易爆和强电磁场等场所的火灾探测提供了新的有效的技术途径。
关键词：温度探测、温度传感器、分布反馈式光纤温度监控系统、光纤光栅温度传感器第二章引言光纤传感技术是20 世纪70 年代伴随光通信技术的发展而迅速发展起来的新型传感技术。
光纤传感器以其高灵敏度、抗电磁干扰、耐腐蚀、可弯曲、体积小、结构简单以及与光纤传输线路相容等独特优点，受到世界各国广泛关注。
利用光纤传感器进行温度探测与其他方法相比显示出巨大的优越性，应用了光纤传感器的火灾报警系统是一种新型的火灾报警系统，它的出现为易燃易爆和强电磁场等场所火灾探测提供了新的有效的技术途径，并被越来越多的应用到各种环境的火灾报警中。
第三章分布反馈式光纤温度监控系统的原理及特点3．1原理光纤分布式温度监测系统[3]是光纤分布式传感技术的典型应用，是基于光纤本身的散射现象来进行温度测量的。
当某一波长的脉冲光导入光纤后，从光纤返回三种随时间变化的散射光：瑞利散射（Rayleign）、拉曼散射（Rama）、布里渊散射（Brillou）。
其中，瑞利散射光与入射光的频率相同，是由光纤材料折射率的变化引起的;而拉曼散射和布里渊散射两种散射光分别是由光振子和声振子引起的非顺应性散射，与入射光的频率不同。
利用这三种散射光，可以分别设计出三种不同的光纤分布式温度测量系统。
其中，采用基于拉曼散射光的分布式温度测量系统比较简单实用。
光纤分布式温度监测系统利用光纤本身作为温度传感器，在沿光纤分布的路径上同时得到被测物理量的一维空间连续的时间和空间分布信息，可对温度变化的异常点进行精确定位和实时监测。
其系统原理框图如图（3-1）所示。
图（3-1）光纤分布式温度监测系统原理框图激光光源向传感光纤注入激光脉冲，光在光纤中传输时会产生散射现象，即在光纤中产生四面八方各方向的散射光，其中一部分向后传输的后向散射光可沿光纤传回到光入射端。
这部分后向散射光中的拉曼散射光与温度密切相关。
后向散射光经定向耦合器由光电检测管进行光电变换后，送入信号处理单元处理，通过比较拉曼散射光的斯托克斯和反斯托克斯光带，以及计算激光光脉冲的运行时间，就可以确定每一个测温点的温度和位置测温点的位置（即该点与测量原点之间的光纤长度）可由发射的光脉冲与返回光信号的时间间隔以及光纤中的光速计算得到：光纤长度L＝（C／n）×Δt /2 （3-1 ）式中C 为真空中光速，n 为光纤群折射率，C ／n 即是光纤中的光速；Δt 为初始发射脉冲与返回光信号的时间间隔；因为光传输经过往返双程，故计算光纤长度时乘以系数1/2。
通过检测拉曼散射产生的斯托克斯光(Stokes)与反斯托克斯光(anti-Stokes)功率的比值可反映出光纤的温度变化特性。
其关系式如下： 4()exp()()hcv s R T kT saλλ=- （3-2） 式中：s λ为斯托克斯光的波长；sa λ为返斯托克斯光的波长；h 为普朗克常数；c 为光在真空中的速度；v 为入射光的频率；k 为玻尔兹曼常数；T 为纤芯的绝对温度。
由此可见测量斯托克斯光与反斯托克斯光的比值将得到光纤媒质温度的绝对数值。
系统通过对温度信息和位置信息的分析，就可以得出以一条温度-位置的实时曲线图，如图（3-2）所示。
当某一点的温度值超过所设的限定值时，即可由控制电脑发出警报信息控制相关装置动作，消除隐患。
图（3-2）温度-距离实时曲线图3．2 特点分布反馈式光纤温度监控系统有如下性能特点［2］：a. 探测器的本质安全特，探测器的温度传感和信号传输均在一根光纤内以光信号形式实现，探测器不带电，具有本质安全特性。
b. 长距离、高密度、可定位多点温度探测报警。
c. 能够实现有效的感温探测报警。
系统能够对探测器所分布空间的温度场变化进行动态实时监测，只是位置和温度值。
d. 探测器具有火灾报警后可自动复位，当探测器所布现场温度回落时如果探测器没有严重烧损，探测器无需处理，可重复使用。
第四章光纤光栅温度传感器原理及特点4．1原理光纤光栅是近十年发展起来的一种新型传感技术，被广泛应用于温度、压力、流量、液位等参数的测量，具有良好的应用前景。
光纤光栅是利用激光加工手段在光纤芯内刻制间距为∧的若干条纹，形成一个光栅元件。
当一束宽带光源通过光纤传输时，由于光纤光栅的存在，某一特定波长的光线将不能通过而被反射回来，其他波长的光线则能顺利通过。
光纤光栅传感器的基本工作原理见图（4-1）：反射光的中心波长λ和光纤栅距∧之间的关系如公式［1］（4-1）所示：λ= 2Neff∧(4-1 ) 式中：Neff光纤光栅的有效折射率，∧为光纤光栅的周期栅距。
对于特定的栅距∧，反射的波长λ非常稳定。
当栅距发生变化时，反射的波长随之而变。
由此得出两条结论：a.通过改变制造工艺可以生产出反射不同波长的光纤光栅传感器。
b.若一个光纤光栅传感器由于外界环境的变化而使栅距发生变化，则反射波长也会随之而变。
图（4-1）光纤光栅传感器检测原理当温度参数发生变化时，由于光纤光栅传感器的热胀冷缩效应，光栅的周期条纹间距会发生变化。
当我们精确地检测出反射光的波长以及它的偏移Δλ，就可以感知光纤光栅传感器所处位置的温度及变化。
4．2 特点光纤光栅传感技术除了具有普通光纤传感技术的防爆、抗腐蚀、抗电磁干扰无电传输等优点外，还有一些优于其它光纤传感技术的特点：a. 光纤光栅传感器可靠性高，寿命长，能进行长期安全监测。
b. 光纤传输信号适合远距离在线监测和传输，易于组网。
c. 数字编码和数字传送，易于实现分布式自动化在线监测。
d. 响应时间快，精度高，灵敏度高，分辨率高。
e. 结构简单 易于施工布设。
f. 应用范围广泛第五章 火灾报警系统设计实例5．1光纤光栅多点监测系统一个完整的光纤光栅多点监测系统由四部分组成：a. 宽带光源，它用于产生宽带光并传输到光纤上去。
b. 传感器，这是光纤光栅系统的核心部分。
由测量用光纤光栅、增敏元件、无电元件等部分组成，实际使用时检测现场可以安装多个探头（具体数量根据使用需要确定）。
它们之间用光纤相互串接起来，采用特殊结构与光缆连接。
c. 信号处理器，将反射波长转化为被测量的温度数值，当系统工作时，监测各点的温度为1T 、2T 、3T …n T 。
如果传感探头2S 处温度产生偏移T ∆的变化，则反映2S 处温度2T 的反射光波将产生偏移λ∆，显示温度相应改变2T 。
若温度变化超过设定值，则发出报警信号。
光纤光栅多点监测系统见图（5-1）图（5-1）光纤光栅多点检测系统5．2光纤光栅火灾探测监控的实际应用5．2．1 系统设计传感器的探头采用砷化镓晶体[4]。
它被制作成三角形棱镜，粘在两根光纤的末端，如图（5-2）所示。
宽带光源发出的光，由其中一根光纤传输到砷化镓敏感元件上经过砷化镓棱镜作用后被另一根光纤接收。
由于砷化镓晶体具有高的折射率，因此，在棱镜的两个斜面上发生全内反射。
因为不需要涂层，棱镜可以设计得很小，其直径为250。
火灾报警系统的结构如图（5-3）所示：图（5-2）光纤温度探头的结构图（5-3）系统整体结构系统的工作过程是：从宽带光源发出的光，从一根光纤进入，传输到砷化镓探头经吸收和反射作用后，由另一根光纤输出。
光纤输出的光进入探测器，光探测器将光信号转变为电信号（弱电流）。
并在探测器后加一低噪声前置放大器，将弱电流进行放大，以便检测。
为更好地抑制噪声，提高后续信号处理的信噪比，所以在前置放大器后加一低通滤波器，滤除噪声。
在低通滤波器后输出的是放大后的电流信号，将此模拟信号通过A/D（模/数）转换器转换为数字信号，然后微处理机基于一定的算法对此数字信号进行处理，转变为相应的温度值，并给出温度显示及越限报警阈值。
显示检测的温度及温度越限报警。
5．2．2软件设计数据终端的软件界面分为整体报警监测界面、温度监控查询界面、报警设定界面和参数标定界面等。
在整体报警监测界面中可实现对整个实验隧道的温度监测和报警，包括差温报警和定温报警。
当系统监测到某点或某区域的温度连续若干秒中的升温速率均超过设定值时，产生差温报警信号；当系统监测到某点或某区域的温度值超过定温设定值时，也产生报警信号，具体报警参数都可在报警设定界面中修改。
参数标定界面主要设定计算温度时所需的参数,温度监控查询界面可查询各点的实时温度值。
第六章结论光纤温度传感器是一种新型的温度传感器，它具有抗电磁扰、耐高压、耐腐蚀、防爆防燃、体积小、重量轻等优点。
利用光纤传感器进行温度探测与其他方法相比显示出巨大的优越性，它的出现为易燃易爆和强电磁场等场所火灾探测提供了新的有效的技术途径，这项技术必将越来越多的应用到各种环境的火灾报警中。
第七章参考文献［1］常菲，光纤光栅传感技术在火灾报警系统中的应用，建筑电气［Ｊ］，2007年第12期［2］孙立新，火灾报警系统发展趋势，安徽电子信息职业技术学院学报［Ｍ］，2008年第2期第7卷［3］郑晓军，火灾报警中的光纤分布式温度监测系统，理论与研究［Ｊ］[4]陈艳，王海燕，张朋，王宁，简述光纤温度传感器的原理及应用，Technology and Application［Ａ］，1006-883X(2008)12-0023-05。