[发明专利]光纤型隧道空间环境油烟气体监测仪光学系统

说明书

本发明公开了一种光纤型隧道空间环境油烟气体监测仪光学系统，包括光纤光源、光电传感器、信号数据处理系统、多芯传输光纤光缆、光纤光源分束器、标定参考光源通道、若干环境监测光源通道；标定参考光源通道与环境监测光源通道包括光纤光源发射头、光束会聚透镜、光纤接收头、角反射器；光纤光源的发射光经多芯传输光纤光缆传输至光纤光源分束器，经分束后分别导入标定参考光源通道及若干环境监测光源通道；标定参考光源、环境监测光源通过光纤光源发射头输出，被角反射器反射沿入射光路反射返回至光束会聚透镜，经汇聚耦合到光纤接收头，再经多芯传输光纤光缆输出至光电传感器及与其相连的信号数据处理系统，对隧道烟雾、空气质量的实时监控预警。

技术领域

本发明涉及油烟气体监测光学仪器设备领域，特别是涉及一种适合铁道、公路、江河海底等长隧道空间环境油烟气体光学监测仪光路系统设计。

背景技术

随着交通运输事业朝着便利快捷方向发展，高铁、高速公路、江河海底隧道等长型、超长型隧道建设使用规模越来越大，特别如大西南公路铁路隧道、江底隧道与近海隧道的建设使用，给物质流通及人们的出行带来了极大的方便，人们在享受安全舒适、快捷便利的交通出行的同时，安全防范意识在大步提升，特别世界各国在经历了一次次大小事故之后，隧道安全预警、监控问题被提到前所未有新高度，隧道安全防范除对地震裂缝、滑坡、泥石流等自然灾害进行实时监测预警外，特别对一些常见重大人为事故如火灾、烟雾、有毒气体泄露等进行实时监控预警更显至关重要。

常规的室内火灾烟雾探测报警技术系统，是在隧道顶部分布一些烟雾探测传感器，用电线电缆将传感器探测信号链接到隧道监控中心监视室监控，一旦隧道产生烟雾发生火灾，扩散到达传感器的烟雾达一定浓度值时，传感器烟雾信号推动火灾报警系统进行报警。由于此类探测器灵敏度低、反应时间慢，且在隧道空间布置的数量有限，除对一些重大火灾进行报警，不能在烟雾浓度较低的火灾初始阶段即不能于火灾发生前进行预警，也不能对一些无色无烟但毒害性很大的化学气体进行监测预警，安全预警效果并不理想，不能满足对隧道安全进行实时监控预警需求。

因此亟需提供一种新型的隧道安全监控预警装置来解决上述问题。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种光纤型隧道空间环境油烟气体监测仪光学系统，能够对隧道空间环境中油烟气体含量、碳氢化合物浓度等空气质量进行实时监控、预警。

为解决上述技术问题，本发明采用的一个技术方案是：提供一种光纤型隧道空间环境油烟气体监测仪光学系统，包括安装在隧道外部监控室的光纤光源、光电传感器、信号数据处理系统、安装在隧道内的光纤光源分束器、标定参考光源通道、若干环境监测光源通道、以及连接隧道内部与外部监控室的多芯传输光纤光缆；

标定参考光源通道与环境监测光源通道均由光学接收-发射头、角反射器组成，光学接收-发射头包括光纤光源发射头、光束会聚透镜、光纤接收头；

光纤光源的发射光通过多芯传输光纤光缆传输至光纤光源分束器，被光纤光源分束器分束后分别引入标定参考光源通道及若干环境监测光源通道；标定参考光源、环境监测光源分别通过光纤光源发射头输出，被角反射器反射后沿入射光路返回至光束会聚透镜，经光束会聚透镜汇聚耦合到光纤接收头，再经多芯传输光纤光缆输出至光电传感器转换为光电信号，所述光电信号传输至信号数据处理系统。

在本发明一个较佳实施例中，标定参考光源通道还包括标定用封闭空间管网，其包括若干相互串接的中空管，标定参考光发射头与角反射器分别置于中空管的两端。标定用封闭空间管网为标定光纤光源光谱功率值，及被监测环境的背景参考光用封闭清洁空间。

进一步的，标定用封闭空间管网安装固定在隧道平直光滑路段侧墙上方，与环境监测光源通道的传输光纤光缆平行。

在本发明一个较佳实施例中，光纤光源分束器与标定参考光源通道及若干环境监测光源通道的光纤光源发射头分别通过传输光纤相连。