[发明专利]光纤光栅阵列油罐火灾报警监测系统的故障自动复用系统及方法

权利要求书

1.一种光纤光栅阵列油罐火灾报警监测系统的故障自动复用系统，其特征在于，该系统包括远程终端、光纤光栅阵列油罐火灾监测主机、光开关、光纤光栅阵列探测光缆，通过该系统对油罐进行实时火灾报警监测；其中：

光纤光栅阵列探测光缆，每个待监测的油罐顶端敷设有两根光纤光栅阵列探测光缆，通过光纤光栅阵列探测光缆对油罐温度进行实时监测；

光开关，为多通道的光开关，用于控制光路的通断；光开关一端与光纤光栅阵列油罐火灾监测主机连接，另一端与监测各个油罐的光纤光栅阵列探测光缆连接，每个油罐上连接的两根光纤光栅阵列探测光缆均能通过光开关实现自动切换复用；

光纤光栅阵列油罐火灾监测主机，包括一台监测测量主机和至少一台备用监测测量主机，用于对光纤光栅阵列探测光缆传输过来的油罐温度信号进行解析，监测测量主机和备用监测测量主机通过光开关实现自动切换复用；

远程终端，通过网络与光纤光栅阵列油罐火灾监测主机远程连接，用于实时监测解析后的油罐温度信息，当油罐温度超过阈值时发出报警信号。

2.根据权利要求1所述的光纤光栅阵列油罐火灾报警监测系统的故障自动复用系统，其特征在于，光纤光栅阵列探测光缆为感温光缆，通过在单模光纤上刻写若干个间距一定的光栅而制备得到。

3.根据权利要求2所述的光纤光栅阵列油罐火灾报警监测系统的故障自动复用系统，其特征在于，感光光缆采用光敏特性沿纤芯轴向形成的折射率周期性分布的结构，反射光的波长由光栅周期决定，根据不同的监测环境，设置感光光缆的方法为：

当温度为唯一变量时，由于热膨胀效应、热光效应及弹光效应的共同作用，光纤光栅中心波长将产生漂移，光栅中心波长λ_B变分形式表示为：

其中，代表光纤光栅热光系数；(Δn_eff)_ep代表热膨胀导致的弹光效应；代表热膨胀引起的波导效应；代表光纤热膨胀系数；进一步简化为：

其中，为K_wg表示波长飘逸系数，与波导效应有关；α为

忽略波导效应对温度灵敏系数产生的影响，相对温度灵敏系数K_T为：

其温度灵敏系数与材料折射率及温度系数相关，即根据不同的监测环境，通过选择材料折射率及温度系数对感光光缆进行设置。

4.根据权利要求1所述的光纤光栅阵列油罐火灾报警监测系统的故障自动复用系统，其特征在于，光开关为M×N通道的光开关；监测测量主机和备用监测测量主机与光开关的M通道一侧相连，最多可连接一台监测测量主机和M-1台备用监测测量主机。

5.根据权利要求4所述的光纤光栅阵列油罐火灾报警监测系统的故障自动复用系统，其特征在于，光纤光栅阵列探测光缆与光开关的N通道一侧相连，每根光纤光栅阵列探测光缆连接一个通道，两根光纤光栅阵列探测光缆监测一个油罐，最多可监测N/2个油罐。

6.根据权利要求1所述的光纤光栅阵列油罐火灾报警监测系统的故障自动复用系统，其特征在于，远程终端包括计算机、手机或移动平板。