光纤光栅感温探测系统
光纤光栅感温火灾探测系统信号处理器培训手册
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报警输出 电源
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2 1 24V-
+24V
6 D
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C B A
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背面
继电器扩展
输出端子
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A
Revision Sheet of Drawn By :
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日常维护
1.上电后仪表没有任何反应。
请先检查电源是否正确（24V），如果不正确请检查接线,检查仪 表是否有芯片烧毁或连接主板+5V和+12V的线头是否有接触不 良的现象。检查保险丝是否烧毁。
2.在与上位机联接时，总也收不到数据，如何判断是否是仪表的问题？
一般现场观察使用
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标准波长程序 BZGSBC
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标准波程序
BZBC
出厂前使用，现场一般不需操作这些 程序
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找标准程序
FINDBZ
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运行程序
080311
原现场使用有081127,0902FF等
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运行程序
JD0803Leabharlann 1配扩展器用TGW-100D-KZ型继电器扩展器使用说明
• TGW-100D-KZ型继电器扩展器是TGW-100D信号处理器用于 信号扩展的专用仪器，它的功能是将TGW-100D型信号处理 器输出的4通道报警信号，转换为16区报警信号。
公路隧道光纤光栅感温火灾报警系统
公路隧道光纤光栅感温火灾报警系统隧道是高速公路建设的关键部分，在隧道中进行实时、准确的火情监测对保障公共财产安全和人身安全有着十分重要的意义。
本文从光纤光栅感温系统原理出发，着重分析了系统结构以及在实际高速公路隧道中的应用。
标签：高速公路火灾光纤光栅传感器报警系统光敏特性折射率波长0 引言高速公路正成为今日社会的经济命脉，公路隧道更是其咽喉重地。
大量的人员及货物夜以继日的通过它们运送到各地，其高负荷运行使其系统易损坏，任何细小的事故都将导致严重的后果。
火灾，是公路隧道以及地下铁路隧道所面临的高度危险之一。
现代化交通系统的迅速发展，大大增加了隧道火灾的潜在危险。
(例如：隧道长度的不断增加，双向行车道，高危险性的货物，隧道内由于大交通流量而日益增加的火灾荷载等等因素。
鉴于隧道内环境特殊，火灾一旦发生，往往会一发不可收拾；并且由于缺乏逃生设施及救护人员，加之司机与乘客惊慌失措，很可能造成重大伤亡。
隧道的火灾特点：发生在隧道中的火灾，多数是开放性火灾，它带有浓烟，其热辐射率为数兆瓦级，在数分钟内便可形成火灾。
经广泛的试验(包括路面车辆和地鐵列车)，一起火灾通常在8-10分钟完全形成。
对于大型货运卡车，大约为20-30分钟。
当有燃料泄漏并形成坑/池时，火灾在1-3分钟内完全形成。
“隧道火灾”实例的测试显示，在大约5分钟之后，车辆火灾的温度升至大约200摄氏度。
在这些发现的基础上，我们得出如下结果：当隧道中发生一起严重的火灾，在最先的4分钟内，在火灾点上方的热空气层可以探测到温度每分钟上升大于50摄氏度。
隧道通风将产生特定的影响。
一般的测试都显示，在大于2m/s的纵向风时，一辆汽车或列车火焰向上飘动，顶部的温度仅达到60摄氏度。
并且，在距火灾发生地20米远的地点，顶部温度将降到50摄氏度以下。
因此，在高速气流时热幅射的升温梯度是唯一的报警相关标准。
在有消防通风系统时，为确保排烟空气流速必须增加至大于3m/s。
光纤光栅火灾感温系统原理
光纤光栅火灾感温系统原理1系统介绍光纤光栅感温火灾报警探测系统是一种新型的温度探测报警系统。
系统采用最新生产工艺，长期稳定性好，使用寿命长；光纤光栅感温火灾探测信号处理器采用国际最先进地数字化解调技术，具有大容量实时在线信号采集处理和自检功能；系统可以综合各种安全监控参数，进行分析，有利于及时发现事故苗头，及时安全控制，实现油库、隧道等场合的生产和安全的双重监控功能。
从感温火灾探测器到监控中心感温测量及信号传输全部采用光信号，实现无电检测，本质安全防爆；管理模块可实时显示各探测器的位置、温度信息，用户可通过此界面直观地了解设备的安全情况。
2光纤光栅探测器的发展光纤光栅探测器是用光纤光栅制成的一种新型光纤传感器。
光纤光栅是20世纪90年代发展起来的一种新型全光纤无源器件，利用光纤光栅制成多种传感器如温度、应变、应力、加速度、压强等传感器。
不同的光纤光栅传感器可具有不同的工作波长，因此可以利用波分复用技术，在一根光纤级联多个光纤光栅传感器作分布式测量。
它具有体积小、重量轻、与光纤兼容、插入损耗低、性能长期稳定性好等特点。
特别适合在易燃，易爆，和强电磁等恶劣环境下使用。
光栅感温探测器是光纤传感器中发展最快的一个分支，它取代传统的温度传感器，如电阻应变片，与电阻应变片相比，光纤传感器具有体积小，重量轻，不受电磁干扰，抗辐射，分布式测量等显而易见的优势，所以它特别适合在易燃，易爆，和强电磁等特殊的场合应用。
3光纤光栅火灾探测系统工作原理：光纤光栅感温火灾探测系统的基本原理是:当由于各种不同的因素导致探测区域光纤光栅周围的温度发生变化时,将导致光栅周期或者纤芯折射率产生变化,从而产生光栅布喇格信号的波长位移Δλ,通过监测布喇格波长的变化情况,即可获得探测区域光纤光栅周围温度的变化状况。
简言之，光纤光栅布喇格波长的变化与环境温度的变化有着简单的线性关系，通过测量光纤光栅布喇格波长，可以测得环境温度。
该系统应用先进的准分布式光纤光栅传感技术，通过光纤光栅感温火灾探测器，将被测物体量转变成便于记录及再处理的光信号。
FBG光栅光纤温度传感器
光纤光栅传感器结构示意图
传统的电学传感器相比： 光波不产生也不受电磁干扰, 易被各种光探测器件接收,可方便地进行光电或电光转换; 光纤的工作频带宽,动态范围大,适合于遥测遥控,是一种优良的低损耗传输线; 光纤本身不带电,体积小,重量轻,易弯曲,抗辐射和抗腐蚀性能好, 适合于易燃、易爆、强 腐蚀性等恶劣环境下使用。
利用光纤布拉格光栅传感系统复用能力 强,重量轻,体积小等优点,埋入监测材料 中可以方便地实现准分布式测量,因而是 最有希望的智能传感网络技术。 用波长为７８０ｎｍ的飞秒激光脉冲在刻写有光 纤布拉格光栅（ＦＢＧ）的单模光纤（ＳＭＦ） 包层 上加工槽状微结构，通过磁控溅射的方法在 其表面沉积温敏薄膜，从而制备一种光纤温度传 感探 头 裸光纤 环状微结构 镀膜后的环状 微结构
膜厚约４．５μｍ。节距 为８０μｍ 的环状微结构 光纤镀膜后的 扫描电镜 （ＳＥＭ）图像
光纤光P)混合检测
宽带光源
耦合器
Bragg光纤光栅
光学滤波器
光电探测器
A/ D
数据处理电路
显示器
相关参考文献
基于光纤布拉格光栅的光纤温度传感器 Optical fiber temperature sensor based on fiber Bragg grating
光纤光栅温度传感器应用领域
Fiber Bragg grating sensor development history 1978年 K. O. Hill 及其 同事 在掺锗石英光纤 效率很低且灵活 中发现光纤的光 性差 敏性,并采用驻波 法制成世界上第 一只光纤光栅 紫外激光所形成 的干涉条纹对光 纤进行侧面横向 曝光 首次报导光纤光 栅用于传感 刻写方法效率高, 且灵活性好,可以 刻写不同周期的 光纤光栅 光纤光栅传感系 统开始实际应用
光栅光纤线型感温火灾探测器的信号处理单元
光栅光纤线型感温火灾探测器的信号处理单元关键词: 光栅光纤线型; 感温火灾探测器; 信号处理摘要：随着技术的发展，感温火灾探测器作为一种先进的新型火灾灾害预防技术正在不断得到发展，尤其是光栅光纤线型感温火灾探测器的研究和应用以及其信号处理单元的研制方面发展迅速。
针对这一类检测系统，本文提出一种高灵敏度、低成本、低功耗的-光栅-光纤线型感温火灾探测器信号处理单元系统。
该系统通过火灾探测器的温度信号，检测到本地环境的温度变化，根据当前温度情况及内部温度报警和火灾预警设定值，及时发出报警信号，为防灾警戒提供及时准确的信息。
本系统的具体设计方案的细节和分析，以及实验结果表明，本系统的可靠性和稳定性均较高，能够满足大多数需求。
全文：随着技术的发展，感温火灾探测器作为一种先进的新型火灾灾害预防技术正在不断得到发展。
这种火灾探测器利用温度变化对光衰减的影响，通过光纤线传输温度信号，可以及时发现火灾现场的温度变化，从而实现快速精准地获取火灾灾害信息。
尤其是光栅光纤线型感温火灾探测器的研究和应用以及其信号处理单元的研制方面发展迅速，但还存在一些技术瓶颈，如火灾探测器的灵敏度、以及探测系统的低功耗和低成本等。
针对这一类检测系统，本文提出一种高灵敏度、低成本、低功耗的光栅光纤线型感温火灾探测器信号处理单元系统。
本系统以微控制器为核心，将火灾探测器的温度信号及时传输到单元外部系统，根据当前温度情况及内部温度报警和火灾预警设定值，判断出当前是否存在火灾灾害，如果存在，及时发出报警信号，为防灾警戒提供及时准确的信息。
本系统中采用了热敏电阻作为温度检测器，该电阻可以改变其电阻随温度变化而变化，其变化规律是线性的，能够很好的反映内部物体的温度变化情况。
经过实验研究表明，实现火灾报警系统的最佳设计参数是：信号采样时间为0.025s，报警时机为60s，采样间隔为0.015s，报警阈值为100℃，实验结果显示，所设计的系统具有高精度、高灵敏度、低成本、低功耗等优点，能够有效地检测火灾，早期发现火灾，从而使火灾得以有效控制，避免造成进一步的损失和损害。
光纤光栅感温探测系统在原油库的应用探析
光纤光栅感温探测系统在原油库的应用探析摘要：光纤光栅感温火灾探测系统作为消防PLC系统的前端设施，对火情的早期预警具有十分重大的意义。
该文从光纤光栅的工作原理入手，简要介绍了其在原油库的应用，同时根据所出现的故障总结了日常维护措施。
关键词：光纤光栅原油库示波器维护研究表明，石油储系统发生的火灾，67﹪都是因为明火引燃，由此可见，明火引燃是油罐火灾最主要的原因。
在实际生产中，性能良好的火灾自动报警系统在消防安全保卫工作中发挥了重要作用，凡是安装了火灾自动报警系统的场所，一旦发生火灾都能立刻报警，减少火灾损失。
玉门20万方生产运行原油储备库在4 座5×104m3浮顶油罐浮盘的密封圈处设置了无电检测的TGW-100C型光纤感温火灾探测器，并将报警信号和温度信号上传至消防PLC系统，实现与工业电视监控系统的联动，经人工确认后启动相应的消防设施，达到火灾自动监测、预警、报警的目的，确保装置生产安全。
1 光纤光栅感温探测技术1.1 光纤光栅感温工作原理光纤布喇格光栅（Fiber Bragg Grating）(简称光纤光栅)火灾探测是使用光信号进行传感和传输，是一种本质安全的非电检测技术。
图1为光纤光栅的结构示意图。
光纤光栅是利用外界入射光和纤芯内锗离子相互作用引起折射率随光强的空间分布发生永久性变化，在纤芯内形成的空间相位光栅。
如图2所示，当宽带光经入射光纤传输到光栅处时，光栅将有选择性地反射一束窄带光。
当光纤光栅处温度发生变化时，反射光谱中心波长也发生相应的改变。
所以只要能够精确地测量光栅反射光的波长，就可以精确地知道光纤光栅处的温度（图3）。
1.2 TGW-100C光纤光栅感温探测系统简介TGW-100C光纤光栅感温探测系统是以光纤作为信号的传输与传感媒体、利用布喇格光栅的温度敏感性和光的反射原理、通过对反射光的波长进行解调确定测量温度的数字测量技术。
TGW-100C光纤光栅感温探测系统主要由光纤光栅感温探测器（检测探头）、连接光缆、光连接器（光纤接续盒）、传输光缆、信号处理器等部分组成。
光纤光栅感温火灾探测报警系统在原油罐区的应用
火灾隐患 。为 了解 决这一火灾 隐患 ， 该 厂于 ２ ０ ０ ８年 。
在 这 ２个 原 油 罐 区 分 别 新 增 了 ｉ Ｓ ｍ ａ ｒ ｔ ｌ １ ｌ ５型 光 纤 光 栅 感 温 火灾 监 测报 警 系统 两套 系 统 分 别 安装 在 油 品 车 间 的 １分 站 控 制 室 和 ５分 站 控 制 室 ．对 １ ＃和 １ ６ ＃ 原 油 罐 区的 外 浮 顶 原 油 储罐 进行 在 线 监测 该 系 统 以 图１ 光 纤光 栅 火 灾 探 测 报 警 系统 组 成
ｉｂ ｆ ｅ ｒ ｇ ｒ ａ ｔ ｉ ｎ ｇ ｉ ｆ ｒ ｅ ａ ｕ ｔ ｏ ｍａ ｔ ｉ ｃ ｄ ｅ ｔ ｅ ｃ ｔ ｉ ｏ ｎ ｓ ｙ ｓ ｔ ｅ ｍ ａ ｒ ｅ ｄ ｉ ｓ ｃ ｕ ｓ ｓ ｅ ｄ ．
Ｋｅ ｙ ｗｏ ｒ ｄ ｓ ： ｏ ｐ ｔ ｉ ｃ ａ ｌ ｆ ｉ ｂ ｅ ｒ ； ｇ ｒ ａ ｔ ｉ ｎ ｇ ； ｉ ｆ ｒ ｅ ； ｄ ｅ ｔ ｅ ｃ ｔ ｉ ｏ ｎ
关键词 ： 光纤； 光栅 ； 火灾 ； 探 测
Ａｐ ｐ ｌ ｉ ｃ ａ ｔ ｉ ｏ ｎ ｏ ｆ Ｆ ｉ ｂ ｅ ｒ Ｇｒ ａ ｔ ｉ ｎ ｇ Ｆ ｉ ｒ ｅ Ｔｈ ｅ ｒ ｍａ ｌ Ｄｅ ｔ ｅ ｃ ｔ ｉ ｏ ｎ Ｓｙ ｓ ｔ ｅ ｍ
ｉ ｎ Ｐｅ ｔ ｒ ｏ ｃ ｈ ｅ ｍｉ ｃ ａ ｌ Ｐ ｌ ａ ｎ ｔ
Ａ Ｂ ＝ ２ Ｎ ， ａ ・ ＾
法 比拟 的优越性能 光纤光栅感温火灾探测报警系统
作 者简 介 ： 王 江峰 （ １ ９ ７ ９ ． ） ， 仪表 工程 师 ， 从 事石 油化 工 自
动 化的 运行 、 维护 工作 。
式中， ＾为光纤 光栅 的周 期栅 距 ； ２ 为光 纤光
(完整版)光纤光栅温度传感器
应用前景
光纤光栅具有耐腐蚀、防水、抗电磁干扰、集传感与传输 于一体、易 于埋到材料内部；
具有波长分离能力强、长期稳定性好、传感准确度和灵敏度极高；
可实现远距离和分布式传感，易于集成分布传感网络系统；
可广泛应用于航空航天、土木工程、复合材料、石油化工等领域；
对工程结构的应力、应变、温度，以及结构蠕变、裂缝、整体性等结构 参数的实时在线监测，实现对结构内多目标信息的监控和提取；
依据安装环境定制各种不同用途的传感器，实现多参量多、远距离、同
一仪器监测的“物联网”技术。
传感器出厂时对应唯T0 一的温度系数 T ；传感器安装后记录环境初始温度
和传感T0 器初始波长值 ，并将T0该温度值及初始波长值记录于解调仪作为起 始值。今后传感器每一个波长值对应环境一个温度值。
温度传感器技术数据
温度监测：
光纤光栅温度传感器置于被测环境中，监测环境 温度的变化，并对预设温度极限进行报警。
❖ 电力方面 电力电缆的表面温度检测监控、事故点定位 电缆隧道、夹层的火情监测 发电厂和变电站的温度监测、故障点的检测和火灾报警 （原理：高压线等腐蚀点、接触不良故障点由于电阻偏大，温度异常）
❖ 水利土木方面 大坝、河堤的渗漏（渗漏点温度异常） 大坝、河堤、桥梁的混凝土凝固与养护温度
工程案例
❖ 国家游泳中心—水立方 ❖ 胜利油田CB32A海洋平台 ❖ 秦皇岛热电厂开关柜温度监测 ❖ 安钢动力厂电缆温度监测系统 ❖ 中石油新疆独山子/塔里木石化油罐群感温火灾
温度/℃
温度曲线
100
y = 26.847x - 41204
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光纤光栅感温火灾探测系统 在石化行业中的应用
应用技术特点：１、光纤光栅信号处理系统实时 自检，实时校准,保证系统的可靠性和正确 性； ２、从储油罐到控制室感温测量及信号传 输全部采用光信号，实现无电检测，本质安全防 爆； ３、用户软件可通界面直观地了解储油罐 的实时温度分布情况，操作简单方便； ４、可 实时查看各罐上每点温度，可查询各点的温度历 史记录、温度列表、报警记录、历史记录；
光纤光栅感温探测系统
组长：朱明亮 组员：魏宏 任佳维 谭茂会 张祖强 刘少波
• 随着我国石油工业的发展，原油、成品油 储量的增加，国内大型油库、油罐区越来 越多。这样的罐区多数是改扩建而成，消 防手段依然停留在原始的手动操作上。由 于油罐数量较多，需控制的设备、阀门数 量较多，操作时间长，且流程复杂，极易 发生误操作，油罐区的安全难以保证。
结构示意图
1。感温传感器探头 2。连接光缆 3。光缆连接器 4。传输光缆 5。信号处理器 6。电缆4×1.5 7。 报警控制器或系统计算机
光纤光栅感温火灾探测系统简介
光纤光栅感温火灾探测系统是以光纤作为信号的 传输与传感媒体，利用布喇格光栅的温度敏感性和光 的反射原理，能够实时探测沿光纤光栅感温点的温度 变化情况，超限时能声光报警。该产品检测灵敏度高； 可进行分布测量，测量点可在5km 范围内任意设置； 现场无电检测，本质安全防爆、抗电磁干扰、防雷击。 特别适合石油、天燃气管道、化工、冶金、电力、消 防、能源、仓储、军工、核工业等场所使用。
基本组成
光纤光栅感温火灾探测系统主要由光纤光栅感温 火灾探测器和光纤光栅感温火灾探测信号处理器 组成。 光纤光栅感温火灾探测器由感温传感器探头、连 接光缆、光缆连接器、传输光缆等部分组成。 光纤光栅感温火灾探测信号处理器由调制解调器、 信号转换处理电路和报警显示电路等部分组成位报警, 报警定位每个探测器，报警 定位间距3m； ６、输出控制触点信号，作为报 警和火灾情况，可与喷淋灭火消防联动； ７、 光纤光栅感温火灾探测信号处理器可根据用户要 求，设置预警和报警两级温度点、差温报警；报 警发生时，相应探测器位置转为红色并闪烁，如 系统配置声光报警器，则报警器同时动作； ８、 可通过局域网或光纤专线将测量温度传输到集中 控制中心的计算机上。
特点
• 采用光栅进行信号检测、光纤进行信号传 输，实现无电检测，本质安全防爆 • 使用先进的光纤光栅作为测量单元，技术 先进，测量精度高。 • 采用分布式测量方式，测量点多，方式灵 活。 • 使用成熟的光电元件，成本低，可靠性好。 • 系统结构紧凑，安装简单，维护方便。
技术参数
1）类型：差定温、可复位功能型 2）电源供电方式：DC24V 由直流电源提供 3）报警温度出厂设定：预警70℃、报警90℃ 4）测温范围：0℃～95℃ 5）测量温度误差：±5℃ 6）响应时间：≤20s 7）远传距离： ≤10km 光纤光栅感温火灾探测系统 8）工作环境温度：-40℃～75℃ 9）相对湿度： ≤90% 10）最小弯曲半径：300mm