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PAGE \* MERGEFORMAT2 光纤光栅预警系统对隧道火灾的防范 光纤光栅预警系统对隧道火灾的防范与控制 学院名称 学院名称：土木工程学院 课程名称：工程机电 学生姓名： 学 号： 指导教师: 二○一四年十一月 目录 TOC \o 1-3 \h \z \u HYPERLINK \l _Toc181160459 第1章 引言 3 HYPERLINK \l _Toc181160460 1.1 隧道火灾的危害 3 HYPERLINK \l _Toc181160461 1.2 火灾的特点与光纤的工作原理 3 HYPERLINK \l _Toc181160462 第2章 光纤光栅报警系统对隧道的适用性 4 HYPERLINK \l _Toc181160463 2.1 适用于隧道的优点 4 HYPERLINK \l _Toc181160465 2.2 系统存在的技术问题 5 HYPERLINK \l _Toc181160468 第3章 光纤光栅报警系统的应用 5 HYPERLINK \l _Toc181160469 3.1 系统应用于隧道中的设计方式 6 HYPERLINK \l _Toc181160469 3.2系统于火灾反馈的优点 6 HYPERLINK \l _Toc181160471 第4章 结论与展望 6 HYPERLINK \l _Toc181160472 4.1 结论 6 HYPERLINK \l _Toc181160473 4.2 展望 7 HYPERLINK \l _Toc181160475 参考文献 8 引言 （1）隧道火灾的危害 近几年来，世界上相继发生了好几起特大公路隧道火灾事故，均造成了大量的人员伤亡和车辆毁坏，引起局部隧道顶部出现坍塌，并使该路段交通在事发后较长一段时间内一直处于瘫痪状态。著名的实例包括欧洲的三把火——勃朗峰隧道火灾、陶恩隧道火灾以及圣哥达隧道火灾，勃朗峰隧道位于法国与意大利间，建于1965年，全长11.6km，采用意境洞双高交通。该隧道采用全横向通风，送排风道设于隧道底部；由法国和意大利共同管理，设有主从式监控中心两个。1999年3月24日早上，一辆装有黄油的货车在隧道内自燃引起大火，尽管实施了紧急?救援，但仍造成了41人死亡，43辆车烧毁，交通中断一年半以上重大生命财产损失。陶恩隧道位于奥地利境内，全长6.4km，总坡1.5%，每昼夜交通量14300辆，19%为大型载重车。该隧道建于1975年，为全横向通风。1999年5月29日?凌晨1时49分，洞内正在维修作业，局部封闭一个车道。一辆大卡车将4辆小车撞破并引起大火，火灾持续4h，烧死13人，烧毁34辆车。从火灾发生至报警仅1min，求援人员赶到时已无法接近现场，火灾发生后45min救援才得以展开。这次火灾烧坏隧道主体结构长度达1100℃。事后修复工作共花费1000万奥地利先令，修复期3个月，而收费损失达4000万先令。而在1984的?瑞士，圣哥达隧道（全长12.32?km）内发生了由于塑料卷材引发的货车燃烧的火灾事故，造成巨大的人员和财产损失。而这仅仅是在欧洲，其他例子并不在少数。而公路隧道火灾的严得危害性已引起世界各地人们的普遍关注。? 随着我国公路隧道尤其是长、特长公路隧道的规划和建设，公路隧道的防火与救灾问题已引起人们的高度重视，而且已成为制约这些隧道建设的一项关键技术。这就需要火灾的动态预警，其关系到广大人名群众的生命安全以及财产安全，是一项刻不容缓的研究。 （2）火灾的特点与光纤的工作原理 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(包括路面车辆和地铁列车)，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或池时，火灾在1-3分钟内完全形成。而火灾现场的关键点问题有三个：火灾检测系统失效、火源点不明以及烟雾弥漫范围不清，这便引出了三个研究重点：光纤光栅预警系统、热释放率反演以及火情关键参数构建。 故而在隧道内布置光纤光栅预警系统已经成为现今最直接也是最有效的解决隧道火灾的方法，其工作原理复杂，由于温度、压力和张力等对玻璃纤维会造成影响，并且能够局部地改变光纤中的光线传导特性，从而光线在传导中会产生散射，并会在石英玻璃纤维中衰减，外部物理影响的位置就能够被确定，这样光纤就能够作为一种线性的传感器。光纤感温探测系统是一套利用光纤作为线性感温探测器的高新技术，其基本原理是利用光纤中石英分子键会受温度上升而产生晶格振动。这种振动会导致在光纤 中传输的光产生散射(喇曼散射及Rayleigh散射)，而散射量的大小可以直接反 应温度的高低。因此光纤感温探测系统可以将环境温度以