[实用新型]一种透射式隧道火灾监测装置

说明书

本实用新型提供一种透射式隧道火灾监测装置，包括架设在隧道内相对位置的发射单元、接收单元、连接发射单元和接收单元的光纤以及上位机。发射单元的光路部分包括激光器，分光镜，第一透镜、第一光电探测器和扩束镜，发射单元的电路部分包括滤波放大电路、模数转换电路、发射端无线通信模块；接收单元光路部分包括第二透镜、第二光电探测器，接收单元的电路部分包括锁相放大器、模数转换电路和接收端无线通信模块；光路采用双端结构，激光器发出的经过调制的光束由分光镜分成两路。本实用新型具有稳定性好，精确度高的优点。

技术领域

本实用新型涉及一种隧道内火灾的监测的装置，基于光电技术，设计用于隧道中的火灾监测和预警。装置通过实时监测隧道中大气的消光系数，实现隧道现场中非接触式的火灾预警功能，用于对铁路、公路内隧道内火灾的长期在线监测和报警。

背景技术

隧道作为交通的咽喉要道，其建筑建构复杂，环境密闭，建筑结构多为狭长型，空间小，道路小，通风条件较差。隧道内多种事故类型均可能导致火灾的发生，例如车辆本身故障，车辆撞击，运输货物起火等。由于隧道的结构特征，一旦发生火灾后，相较于开阔地带，隧道内火灾的燃烧蔓延速度更快，烟雾扩散更快，由于隧道的通风条件差，烟雾很容易在隧道内呈现聚焦的状态，难以排出隧道外，隧道内的烟雾和有毒气体浓度非常高。因此，隧道火灾的监测及报警装置的重要性不言而喻。

目前在高速公路中，常用的火灾监测装置包括，线性感温电缆、分布式光纤探测器和双波长火焰探测器。线性感温电缆是目前在我国使用最广泛的火灾报警手段，它由两根弹性钢丝分别包裹热敏材料，绞对成型，绕包带再加外护套而制成，当电缆周围温度上升到额定温度时，其钢丝间热敏绝缘材料性能被破坏，绝缘电阻接近于短路，火灾报警控制器检测到这一变化后报出火灾信号。其优点是便宜，且在恶劣环境下具有较好的可靠性。但其缺点是隧道内温度场本身变化较大，容易产生漏报和误报，另外响应时间长，无法真正的实现预警的效果。分布式光纤探测器也是受外界温度影响较大。双波长火焰探测器问题较多，比如易受到光污染，且在事故判断时，由于隧道内的能见度较差，探测器可能不被处触发，此外，该系统对维护的要求较高。

实用新型内容

本实用新型的目的是提供一种可靠性高，可以实现隧道火灾长期在线精确监测的监测装置。技术方案如下：

一种透射式隧道火灾监测装置，包括架设在隧道内相对位置的发射单元、接收单元、连接发射单元和接收单元的光纤以及上位机，其特征在于，

所述的发射单元的光路部分包括激光器，分光镜，第一透镜、第一光电探测器和扩束镜，发射单元的电路部分包括滤波放大电路、模数转换电路、发射端无线通信模块；

所述的接收单元光路部分包括第二透镜、第二光电探测器，接收单元的电路部分包括锁相放大器、模数转换电路和接收端无线通信模块；

光路采用双端结构，激光器发出的经过调制的光束由分光镜分成两路，一路经第一透镜聚焦后直接由第一光电探测器采集信号，此路信号表征的是光源光强信号，另一路经过距离L处的第二透镜聚焦后再由第二光电探测器接收信号，此路信号表征的是经过L距离的大气衰减后的光强信号；

激光光源发射的经过调制的光束被分光镜分光后由第一光电探测器直接测量所得，第一光电探测器接收的信号经滤波放大电路和模数转换后得到光源光强信号，此信号经过发射端无线通信模块发送出去；

激光光源发射的经过调制的光束经过L距离的大气衰减后由第二光电探测器接收；激光光源的调制信号经由连接发射单元和接收单元的光纤传输后作为锁相放大电路的参考信号；所述的锁相放大电路，用于将第二光电探测器接受到的有用信号提取出来并放大，经解调和模数转换后得到大气衰减后的光强信号，此信号经过接收端无线通信模块发送出去。

进一步地，上位机，用于接收发射单元和接收单元发送的光源光强信号和大气衰减后的光强信号。

进一步地，发射单元和接收单元之间的最大安装距离为100m。