[发明专利]光纤型集成分布式温度及气体泄漏安全监控系统及应用

权利要求书

1.一种光纤型集成分布式温度及气体泄漏安全监控系统，其特征在于，包括信号采集模块和信号解调模块；

所述信号采集模块包括气体环境探测单元和传输探测光纤，所述传输探测光纤具有温度探测和/或振动探测的传感元件，探测到的温度和/或振动的信号和气体环境探测单元探测到的气体环境信号通过传输探测光纤传输到信号解调模块；

所述信号解调模块包括气体信号解调部分、温度信号解调部分和/或振动信号解调部分、信号解调光开关；所述信号解调光开关用于分时切换气体信号解调部分、温度信号解调部分和/或振动信号解调部分。

2.根据权利要求1所述的安全监控系统，其特征在于，所述温度信号解调部分包括温度监测光源子模块和温度监测信号处理子模块；所述温度监测光源子模块发出的光经过所述传输探测光纤携带温度信号返回并传递至所述温度监测信号处理子模块；所述温度信号处理子模块通过接收到的拉曼散射光的时延判断探测点位置，通过反斯托克斯拉曼光的强度反映温度的变化。

3.根据权利要求1所述的安全监控系统，其特征在于，所述振动信号解调部分包括振动监测光源子模块和振动监测信号处理子模块，所述振动监测光源子模块发出的光经过所述传输探测光纤携带振动信号返回并传递至所述振动监测信号处理子模块；所述振动信号处理子模块通过无源零差正交解调法解调由振动产生的相位差，通过陷波法判断振动源的位置。

4.根据权利要求1所述的安全监控系统，其特征在于，所述温度信号和振动信号由所述信号解调光开关分时控制采集，或由多根所述传输探测光纤同时采集。

5.根据权利要求1所述的安全监控系统，其特征在于，所述气体信号解调部分包括气体监测光源子模块、气体监测信号处理子模块以及气体监测光源光开关，所述气体监测光源子模块设有与待监测气体相应波长的光源，所述气体监测光源光开关根据待监测气体开启或切换光源的波长；所述气体监测光源子模块发出的光经过所述传输探测光纤传到所述气体环境探测单元后携带光信号返回并传递至所述气体监测信号处理子模块，根据吸收谱线吸收线形、线宽及强度参数推算出被测气体的性质或浓度信息。

6.根据权利要求5所述的安全监控系统，其特征在于，所述待监测气体包括如下一种或者多种：NH₃、CH₄、CO、CO₂。

7.根据权利要求1所述的安全监控系统，其特征在于，所述气体环境探测单元包括探测气室阵列和探测气室光开关，所述探测气室阵列的探测气室分布在监控区域，由探测气室光开关分时切换以监控特定探测气室。

8.一种根据权利要求1所述的安全监控系统的应用方法，其特征在于，

所述气体信号解调部分工作时，所述气体监测光源光开关根据待测气体成分控制气体监测光源子模块进行波长切换以实现多种气体监测；所述传输探测光纤只作为传输光信号的介质，所述探测气室光开关控制探测气室阵列中的特定气室，使其通光工作，同时所述气体信号解调部分解调出该气室处的气体浓度；

所述温度信号解调部分工作时，所述传输探测光纤作为温度传感元件并将温度信号传递至所述温度信号解调部分，从而解调出所述传输探测光纤沿线的温度，由此实现温度监测；

所述振动信号解调部分工作时，传输探测光纤作为振动传感元件并将振动信号传递至所述振动信号解调部分，解调出此振动信号的特征和位置，实现该区域的入侵监测。