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基于線型感溫火災(zāi)探測(cè)器的電纜隧道火災(zāi)實(shí)驗(yàn)

文檔作者：丁宏軍范典姚浩偉文檔來(lái)源： 1．武漢理工大學(xué)光纖傳感技術(shù)國(guó)家工程實(shí)驗(yàn)室 2．中山大學(xué)廣東省消防科學(xué)技術(shù)重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室		點(diǎn) 擊數(shù)：	更新時(shí)間： 2025年10月02日
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第21卷第9期
2013年9月 Optics
光學(xué)
and P
精密工程
recision Engineering
VoI_2l No．9
Sep．2O13
文章編號(hào)1004—924X(2013)09—2225—06
基于線型感溫火災(zāi)探測(cè)器的電纜隧道火災(zāi)實(shí)驗(yàn)
丁宏軍 ，范 典 ，姚浩偉
(1．武漢理工大學(xué)光纖傳感技術(shù)國(guó)家工程實(shí)驗(yàn)室，湖北武漢430070；
2．中山大學(xué)廣東省消防科學(xué)技術(shù)重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，廣東廣州510006)
摘要：研究了線型感溫火災(zāi)探測(cè)器應(yīng)用于電纜隧道場(chǎng)所電纜火災(zāi)早期探測(cè)的工程適用性。以電纜隧道為應(yīng)用環(huán)境，基于
現(xiàn)有的線型感溫火災(zāi)元件：感溫電纜、光纖拉曼感溫探測(cè)器和光纖光柵感溫探測(cè)器，建立了實(shí)驗(yàn)平臺(tái)，設(shè)定了不同火災(zāi)的
實(shí)驗(yàn)場(chǎng)景，記錄了火災(zāi)模擬試驗(yàn)中的溫度變化和探測(cè)器響應(yīng)時(shí)間。實(shí)驗(yàn)顯示，對(duì)于初起無(wú)明火的小規(guī)?；馂?zāi)，其熱輻射
量小，除了與其直接接觸的感溫火災(zāi)探測(cè)器能做出報(bào)警響應(yīng)外，其余非接觸式的探測(cè)器均無(wú)法響應(yīng)。對(duì)大規(guī)?；馂?zāi)，光
纖拉曼感溫探測(cè)器和光纖光柵感溫探測(cè)器的報(bào)警反應(yīng)時(shí)間均在30 S左右，熱電偶記錄的火災(zāi)發(fā)生上方60 S以內(nèi)的溫度
都在35℃ 以下，而±3 1TI內(nèi)的溫升都超過(guò)5℃ ／min。根據(jù)3種探測(cè)器的技術(shù)特點(diǎn)，分析了典型線型感溫火災(zāi)探測(cè)器應(yīng)
用于電纜隧道場(chǎng)所火災(zāi)早期探測(cè)的工程適用性，為規(guī)范編寫《火災(zāi)報(bào)警設(shè)計(jì)規(guī)范》的相關(guān)條款提供了技術(shù)支持。
關(guān)鍵詞：光纖感溫；火災(zāi)實(shí)驗(yàn)；火災(zāi)探測(cè)器；電纜隧道；響應(yīng)時(shí)間；溫度變化
中圖分類號(hào)：X932：TP212．11 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A doi：i0．3788／OPE．20132109．2225
Cable tunnel fire experiments based on linear
tem perature sensing fire detectors
DING Hong—jun ，F(xiàn)AN Dian¨ ，YAO Hao—wei
(1．National Engineering Laboratory for Fiber Optic Sensing Technology，
Wuhan University of Technology，Wuhan 430070，China；
2．Guangdong Provincial Key Laboratory of Fire Science and Technology，
Sun Yat—sen University，Guangzhou 1510006，China)
*C0rr s 0 g author，E-mail：fandian@whut．edu．cn
Abstract：The engineering suitability of typical linear heat detectors for early fire detection in cable
tunnels was explored．In cable tunnel environments，an experimental platform was established based
on exiting linear temperature fire detectors，including temperature sensing cables，fiber Raman detec—
tors and fiber grating detectors，then two different fire experimental scenes were set up，and the tem—
perature variation and fire detector response time were recorded in the processing of fire simulation．
The experiments show that only directly contacting heat detectors can give an alarm response and oth—
er non—-contact detectors are unable to respond the small·—scale fire because a small amount of thermal
radiation has no flame for the beginning of the fire．Furthermore，for massive fire，the alarm response
time of both fiber Raman sensing heat fire detector and fiber grating sensing fire detector is about
收稿日期：2013-03—11：修訂日期：2013—04—11．
基金項(xiàng)目：國(guó)家自然科學(xué)基金資助項(xiàng)目(No．51275373)；中央高?；究蒲袠I(yè)務(wù)費(fèi)專項(xiàng)資金資助項(xiàng)目(No．2012一IV-19)
光學(xué)精密工程 第2 l簽
30 S，the temperature over the fire recorded by a thermocouple is less than 35℃ in 60 S，while the
temperature rising is more than 5℃ ／min within the range of-+3 m．According to the technical char—
acteristics of the three detectors，the engineering suitability of the typical linear heat detectors in cable
tunnels early fire detection is analyzed，which can provide technical support for establishing the design
specifications of fire alarm．
Key words： optical fiber heat sensing； fire experiment； fire detector；cable tunnel；response I ime；
tem perature variation
l 引 言
近幾年，火災(zāi)探測(cè)技術(shù)不斷進(jìn)步，新技術(shù)層出
不窮，特別是以光纖傳感技術(shù)_l 為基礎(chǔ)的光纖拉
曼火災(zāi)探測(cè)技術(shù)l2 和光纖光柵感溫火災(zāi)探測(cè)技
術(shù)[3]。它們以其突出的技術(shù)優(yōu)勢(shì)，已在很多領(lǐng)域
取代了傳統(tǒng)的感溫電纜，成為主流的火災(zāi)探測(cè)技
術(shù)。但是，現(xiàn)有的防火規(guī)范 。]沒有隨之更新，新
技術(shù)的工程適用性缺少依據(jù)。對(duì)于大規(guī)?；馂?zāi)，
光纖火災(zāi)探測(cè)器可借鑒公路隧道防火規(guī)范安裝在
隧道頂部，但是對(duì)于電纜架上出現(xiàn)的電纜過(guò)熱火
災(zāi)等小規(guī)?；馂?zāi)卻沒有相應(yīng)的參考。有些廠家提
出將纜式火災(zāi)探測(cè)器沿電纜表面正弦敷設(shè)，但該
方法是否有效，這樣敷設(shè)探測(cè)器是否能對(duì)火災(zāi)做
出及時(shí)準(zhǔn)確的報(bào)警則需要探討和實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證。由于
火災(zāi)的產(chǎn)生會(huì)影響其周邊環(huán)境溫度場(chǎng)的分布變
化；通常情況下，分布式溫度傳感點(diǎn)的空間分布情
況會(huì)影響其報(bào)警的響應(yīng)時(shí)間，但是過(guò)于密集的傳
感點(diǎn)分布會(huì)提高系統(tǒng)成本，故需要找到空間分布
和響應(yīng)時(shí)間的最優(yōu)平衡。另外，對(duì)于用空間積分
的方法探測(cè)拉曼散射信號(hào)的光纖拉曼感溫火災(zāi)探
測(cè)器，分辨率過(guò)高還會(huì)增大計(jì)算量，延后報(bào)警響應(yīng)
時(shí)間。所以從原理和機(jī)理上分析各種新型的火災(zāi)
探測(cè)技術(shù)，并有針對(duì)性地制定使用規(guī)范十分必要。
我國(guó)的火災(zāi)探測(cè)器檢驗(yàn)規(guī)范多參考?xì)W洲和美國(guó)的
標(biāo)準(zhǔn)[8 ；但是電纜隧道火災(zāi)的情況復(fù)雜，如電纜過(guò)
熱火災(zāi)或其它原因引起的小規(guī)?；馂?zāi)，因此沒有
現(xiàn)成適用的火災(zāi)模擬規(guī)范。
線型感溫火災(zāi)探測(cè)器在電纜火災(zāi)早期探測(cè)上
的工程適用性研究，是在消防產(chǎn)業(yè)技術(shù)飛速進(jìn)步、
新機(jī)理的火災(zāi)探測(cè)類產(chǎn)品不斷更新，而電纜隧道
火災(zāi)報(bào)警系統(tǒng)工程設(shè)計(jì)依據(jù)不足的現(xiàn)狀下開展
的。目前，國(guó)內(nèi)尚未開展過(guò)此項(xiàng)研究，在消防行業(yè)
屬于難點(diǎn)問(wèn)題。本文以電纜隧道為應(yīng)用環(huán)境建立
了實(shí)驗(yàn)平臺(tái)，設(shè)定了初起小規(guī)?；馂?zāi)和大規(guī)模火
災(zāi)的實(shí)驗(yàn)場(chǎng)景，記錄了火災(zāi)模擬試驗(yàn)中的溫度變
化和探測(cè)器響應(yīng)時(shí)問(wèn)，并根據(jù)溫度場(chǎng)的變化特點(diǎn)
和感溫電纜、光纖喇曼和光纖光柵3種探測(cè)器的
技術(shù)特點(diǎn)，分析了典型線型感溫火災(zāi)探測(cè)器用于
早期探測(cè)電纜隧道場(chǎng)所火災(zāi)的工程適用性，為編
寫防火規(guī)范提供技術(shù)支持。
2 實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)平臺(tái)
實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)平臺(tái)如圖l所示，設(shè)置在實(shí)體電纜隧
道中，兩側(cè)有電纜橋架，實(shí)驗(yàn)將使用火盤和加熱硅碳
棒分別模擬大規(guī)模火災(zāi)和初起小規(guī)?；馂?zāi)。線型感
溫火災(zāi)探測(cè)器在電纜隧道頂部正中按直線懸掛方式
布置，然后分別接人對(duì)應(yīng)的火災(zāi)探測(cè)報(bào)警控制器。
實(shí)驗(yàn)選用了3種火災(zāi)探測(cè)器：差／定溫感溫電纜、分
布式光纖拉曼感溫探測(cè)器和光纖光柵感溫探測(cè)器。
實(shí)驗(yàn)平臺(tái)還設(shè)置了環(huán)境數(shù)據(jù)采集模塊，用于記錄實(shí)
驗(yàn)中的風(fēng)速、溫／濕度、大氣壓力和C()氣體濃度。
所有數(shù)據(jù)要集中到數(shù)據(jù)采集控制系統(tǒng)平臺(tái)。
： 篷
系統(tǒng)、P臺(tái)
洲器：
電纜
扎·
光柵
電纜
橋架
～
～ 火災(zāi)探洲
報(bào)警 制器
罔1 實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)平臺(tái)示意陶
Fig．1 Schematic diagram of experimental platform
2．1 火災(zāi)場(chǎng)景模擬
通過(guò)對(duì)冶金、電力等工礦企業(yè)電纜火災(zāi)案例
第9期 丁宏軍，等：基于線型感溫火災(zāi)探測(cè)器的電纜隧道火災(zāi)實(shí)驗(yàn)
的統(tǒng)計(jì)分析[4 ]，電纜火災(zāi)按規(guī)?？煞譃椋河蓢X
類動(dòng)物咬損電纜，施工或檢修中因焊接、氣割等動(dòng)
火操作時(shí)火花落人地下空洞引燃地下電纜的初起
小規(guī)模火災(zāi)；鋼渣滴落到電纜上引燃電纜、鋼包水
泄漏等生產(chǎn)事故導(dǎo)致高溫鋼水流入電纜溝、電纜
隧道引燃電纜、熱鋼料頭落地、地面油污起火、油
浸電氣設(shè)備故障噴油流人電纜隧道等引起的大規(guī)
?；馂?zāi)。電纜小規(guī)?；馂?zāi)模擬裝置，即加熱用硅
碳棒溫度的設(shè)定，主要依據(jù)實(shí)際測(cè)量導(dǎo)致電纜外
表皮融化、燃燒的溫度。小規(guī)?；馂?zāi)模擬裝置由
加熱用硅碳棒，大功率DC24V 開關(guān)電源及溫控
表和S鉑銠熱電偶構(gòu)成，設(shè)定恒定的溫度為8OO
℃ 。由于我國(guó)現(xiàn)行的產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)_6。 對(duì)線型感溫火
災(zāi)探測(cè)器的火災(zāi)靈敏度試驗(yàn)尚無(wú)相關(guān)的規(guī)定，而
歐洲標(biāo)準(zhǔn)EN54—22：2007(E)中規(guī)定了線型感溫
火災(zāi)探測(cè)器的火災(zāi)靈敏度試驗(yàn)采用TF6S酒精火
(90 的乙醇和10 的甲醇配置的甲基化酒精)
進(jìn)行，因此，大規(guī)?；馂?zāi)模擬試驗(yàn)參照歐洲標(biāo)準(zhǔn)
EN 54—22：2007(E)的相關(guān)規(guī)定，采用330 mm×
330 mm×50 mm規(guī)模的酒精火。
2．2 感溫線型火災(zāi)探測(cè)器
感溫電纜[g 分為數(shù)字型和模擬型。數(shù)字型是
一種“開關(guān)”型電纜。當(dāng)溫度升高到一定值，電纜
內(nèi)部發(fā)生變化，在導(dǎo)體間會(huì)產(chǎn)生短路或“熱碰撞”，
這種“變化”被電氣裝置檢測(cè)出來(lái)后，作為報(bào)警信
號(hào)；模擬型是一種多根導(dǎo)體芯線絞合的電纜，其中
兩根導(dǎo)線外皮是負(fù)溫度系數(shù)的高聚化合物，另兩
根外皮是PVC材料。當(dāng)溫度變化時(shí)，高聚化合物
內(nèi)會(huì)產(chǎn)生不斷變化的電阻，通過(guò)檢測(cè)電路來(lái)檢測(cè)
電纜阻抗這種隨溫度變化的特性，作為報(bào)警信號(hào)。
光纖拉曼溫度傳感器口()]系統(tǒng)是近年來(lái)發(fā)展
起來(lái)，用于實(shí)時(shí)測(cè)量空間溫度場(chǎng)的系統(tǒng)。該系統(tǒng)中
光纖即是傳輸媒體又是傳感媒體，利用光纖背向拉
曼散射的溫度效應(yīng)，反斯托克斯光強(qiáng)與斯托克斯光
強(qiáng)之比和溫度之間的定量關(guān)系可表示為：
丁一 1n( )+4-n( ) ]
式中：h為普朗克系數(shù)；尼為波爾茲曼常數(shù)；J 為
斯托克斯光強(qiáng)度；J 為反斯托克斯光強(qiáng)度；fo為
人射光頻率；△， 為喇曼光頻率增量。斯托克斯
光頻率為fo一△廠，反斯托克斯光頻率為 +△廠。
光纖所處的空間溫度場(chǎng)調(diào)制了光纖是背向喇曼散
射的強(qiáng)度(反斯托克斯背向喇曼散射光的強(qiáng)度)，
經(jīng)波分復(fù)用器和光電檢測(cè)器采集帶有溫度信息的
背向喇曼散射光信號(hào)，經(jīng)信號(hào)處理可以解調(diào)出實(shí)
時(shí)的溫度信息。在時(shí)域中，利用光時(shí)域反射技術(shù)
(Optical Time Domain Refleetion，DTDR)，根據(jù)
光在光纖中的傳輸速率和背向拉曼散射光的回波
時(shí)間，對(duì)溫度點(diǎn)進(jìn)行定位。
光纖布拉格光柵傳感器口 是國(guó)內(nèi)外剛興起
的新一代傳感器。以準(zhǔn)分子紫外激光在光纖纖芯
中寫入具有一定中心波長(zhǎng)的光纖布拉格光柵，布
拉格波長(zhǎng)決定了折射率調(diào)制的空間周期以和調(diào)
制的幅度大小，它們滿足模式耦合理論的一級(jí)近
似相位匹配條件，即：
B一2n ffA， (2)
其中： 為光柵的布拉格波長(zhǎng)， 為光柵的有效
折射率(折射率調(diào)制幅度的平均效應(yīng))，A為光柵
條紋周期(折射率調(diào)制的空間周期)。光柵的溫度
發(fā)生變化時(shí)，由于熱脹冷縮效應(yīng)，光柵的條紋周期
會(huì)發(fā)生變化；由于熱光效應(yīng)，光柵的有效折射率也
會(huì)發(fā)生變化。所以有：
△ B一2 f f +A Jn ef 1 AT． (3)
、 口』 0 』 ，
通過(guò)一種光纖光柵解調(diào)裝置對(duì)波長(zhǎng)移動(dòng)進(jìn)行
監(jiān)測(cè)，即可知道溫度的變化情況。
2．3 實(shí)驗(yàn)隧道
試驗(yàn)電纜隧道的內(nèi)部尺寸為：2．6 m×2．2 m
×15 m(W×H×L)。隧道內(nèi)設(shè)置雙側(cè)雙排電纜
橋架各8層，每層橋架長(zhǎng)15 m，寬0．6 m，層間距
為0．2 m，如圖2所示。隧道內(nèi)為自然通風(fēng)，試驗(yàn)
中產(chǎn)生的煙霧通過(guò)安裝在電纜橋架終端的風(fēng)機(jī)系
統(tǒng)收集和排放。參照某工程電纜隧道的實(shí)際情
況，電纜橋架上鋪設(shè)有動(dòng)力電纜和信號(hào)電纜。
圖2 火災(zāi)模擬試驗(yàn)電纜隧道內(nèi)部圖片
Fig．2 Photo of cable tunnels in fire simulation experiment
光學(xué)精密工程 第21卷
通過(guò)對(duì)冶金企業(yè)實(shí)體電纜隧道的環(huán)境參數(shù)采
集可知，實(shí)際電纜隧道的溫度一般為2O～29℃ ，
濕度一般為49％～85 。當(dāng)排風(fēng)機(jī)不啟動(dòng)時(shí)，實(shí)
測(cè)風(fēng)速一般在0．1～0．4 m／s。
3 實(shí)驗(yàn)結(jié)果與分析
探測(cè)器布置按照廠家的安裝說(shuō)明或工程應(yīng)用
慣例，將差定溫線型感溫電纜火災(zāi)探測(cè)器D
(DS000A)、定溫線型感溫電纜火災(zāi)探測(cè)器D
(1000A )、光纖拉曼感溫火災(zāi)探測(cè)器D。
(DTS400)、光纖光柵感溫火災(zāi)探測(cè)器
(FBGT112410)4種探測(cè)器分別采用正弦波(S
型)接觸方式及直線懸掛方式同時(shí)敷設(shè)在電纜橋
架上的第三、四、五層，同時(shí)在第四層橋架布設(shè)熱
電偶，如圖3所示。另外對(duì)于大規(guī)模火災(zāi)，D ～
D 探測(cè)器和熱電偶C ～C (間隔1 m)平行直線
懸掛在隧道頂部。報(bào)警控制器的定溫報(bào)警溫度為
85℃ ，差溫報(bào)警溫升速率為10℃／rain。
圖3 電纜架上探測(cè)器和熱電偶布設(shè)方案示意圖
Fig．3 Layout of detectors and thermoeouples in ca
ble rack
3．1 初起小規(guī)模火災(zāi)實(shí)驗(yàn)
按照初起小規(guī)?；馂?zāi)模擬試驗(yàn)火災(zāi)場(chǎng)景的建
立要求，將硅碳棒加熱到8OO℃ 時(shí)將硅碳棒放置
到第4層橋架，總共進(jìn)行了2次模擬試驗(yàn)。其中
一次試驗(yàn)中熱電偶記錄的溫度變化情況如圖4所
示，兩次試驗(yàn)各探測(cè)器的響應(yīng)報(bào)警時(shí)間如圖5所
示。實(shí)驗(yàn)環(huán)境溫度為14℃ 、濕度為39 、大氣壓
力為101．325 kPa、風(fēng)速為0．14 m／s，火災(zāi)模擬中
CO濃度超過(guò)170×10一。
圖4中只有靠近硅碳棒位置的A。號(hào)熱電偶
的溫度變化，而其它位置的溫度無(wú)明顯變化。A。
熱電偶的溫度在一分鐘內(nèi)上升超過(guò)100℃ ，達(dá)到
120℃后逐步下降。硅碳棒雖然溫度較高，但是
由于其尺寸小(加熱長(zhǎng)度小于10 cm)、熱量小、沒
圖4 小規(guī)?；馂?zāi)溫度變化曲線圖
Fig．4 Temperature variation of small—scale fire
— First time l
—一second 6m日
■ 一 一■ L
D1 D2 D3 D4
Detection system
圖5 初起小規(guī)模火災(zāi)模擬實(shí)驗(yàn)探測(cè)器響應(yīng)時(shí)間比較罔
Fig．5 Comparsion of detector response time at be
ginning of small—‘scale fire simulation experi—L
Inent
有熱量的持續(xù)供應(yīng)，其本身的溫度會(huì)迅速下降，岡
此影響范圍小(距離10 cm 以外的熱電偶溫度無(wú)
變化)。
對(duì)于初起無(wú)明火的小規(guī)模火災(zāi)，其熱輻射量
小，除了與其直接接觸的感溫火災(zāi)探測(cè)器能做出
報(bào)警響應(yīng)外，其余非接觸式的探測(cè)器均無(wú)法響應(yīng)。
由于感溫電纜火災(zāi)探測(cè)器的最小報(bào)警長(zhǎng)度要求較
短；小規(guī)?；馂?zāi)的火源同感溫電纜火災(zāi)探測(cè)器的
直接接觸長(zhǎng)度雖然較短，但已經(jīng)滿足了最小報(bào)警
長(zhǎng)度的要求，因此，在小規(guī)?；馂?zāi)的火源溫度達(dá)到
報(bào)警溫度的情況下，探測(cè)器會(huì)迅速做出報(bào)警響應(yīng)。
光纖拉曼感溫火災(zāi)探測(cè)器的探測(cè)單元長(zhǎng)度要求較
長(zhǎng)(一般為不大于3 m)，即使在小規(guī)?；馂?zāi)的火
源直接接觸到光纖拉曼感溫火災(zāi)探測(cè)器，火源溫
0 O 拗 O MO 0 0m O 6O 4O 2O 0
∞ g 囂∽II_uJ 一《
第9期 丁宏軍，等：基于線型感溫火災(zāi)探測(cè)器的電纜隧道火災(zāi)實(shí)驗(yàn)
度達(dá)到火災(zāi)報(bào)警條件的情況下，探測(cè)器也因接觸
長(zhǎng)度達(dá)不到探測(cè)單元的要求，而無(wú)法做出報(bào)警響
應(yīng)。光纖光柵感溫火災(zāi)探測(cè)器在敷設(shè)過(guò)程中，其
探測(cè)單元不一定能和初起小規(guī)模的火源相接觸，
在接觸不到火源的條件下，探測(cè)器報(bào)警響應(yīng)較慢；
若探測(cè)單元與初起小規(guī)模的火源完全接觸，并且
其溫度達(dá)到火災(zāi)報(bào)警條件的情況下，才能正常做
出報(bào)警響應(yīng)。
3．2 大規(guī)?；馂?zāi)實(shí)驗(yàn)
實(shí)驗(yàn)按照大規(guī)?；馂?zāi)模擬試驗(yàn)火災(zāi)場(chǎng)景的建
立要求，將酒精火火源放置于電纜隧道地面中間，
共進(jìn)行了2次模擬試驗(yàn)。其中一次試驗(yàn)熱電偶記
錄的溫度變化如圖6所示，兩次試驗(yàn)各探測(cè)器的
響應(yīng)報(bào)警時(shí)間如圖7所示。實(shí)驗(yàn)環(huán)境溫度為15
℃ 、濕度為43 、大氣壓力為i01．325 kPa、風(fēng)速
為0．13 m／s，火災(zāi)模擬中CO 濃度超過(guò)l10
× 10—
p
晨
矗
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C
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· ” — ■ ● -f l t ^ t
r r l i 、
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R 。C／min
圖6 大規(guī)?；馂?zāi)初起溫度變化曲線圖
Fig．6 Temperature variation at beginning of massive fire
火災(zāi)響應(yīng)報(bào)警時(shí)間是衡量火災(zāi)報(bào)警探測(cè)器性
能的重要指標(biāo)，所以研究重點(diǎn)為火災(zāi)初期階段的
溫度變化。熱電偶在開始i00 s的溫度變化曲線
如圖6所示，為方便分析，系統(tǒng)記錄了酒精火點(diǎn)燃
前20 s的初始溫度?；馂?zāi)開始60 s內(nèi)所有熱電
偶的測(cè)量值都不超過(guò)35℃ ，該溫度為電纜隧道日
常情況下可能達(dá)到的正常值，一般感溫火災(zāi)探測(cè)
器設(shè)定的定溫報(bào)警閾值要遠(yuǎn)高于該值。假設(shè)感溫
火災(zāi)探測(cè)器的差溫報(bào)警閾值設(shè)置在溫升速度為5
℃／rain處，如圖6中粗虛線所示，C。～C 。號(hào)熱電
偶的溫度變化曲線均在該閾值虛線的上方。假設(shè)
感溫火災(zāi)探測(cè)器測(cè)量的溫度值和熱電偶一致，則
分布在C ～C ——6 m范圍內(nèi)的感溫火災(zāi)探測(cè)
器都應(yīng)該在60 s以內(nèi)產(chǎn)生報(bào)警信號(hào)。6 m 的間隔
值或成為感溫火災(zāi)探測(cè)器設(shè)計(jì)規(guī)范的重要參
考值。
350
300
250
200
l5O
l0O
5O
O
1 First time
圜Second time
置 -豳 -圜
Dl D2 D3 D4
Detection system
圖7 大規(guī)?；馂?zāi)模擬實(shí)驗(yàn)探測(cè)器響應(yīng)時(shí)間比較圖
Fig．7 Com parison of detector response time in mas
sive fire simulation experiment
大規(guī)?；馂?zāi)的熱輻射量較大，位于火源上方
的非直接接觸方式安裝的線型感溫火災(zāi)探測(cè)器仍
然能對(duì)火災(zāi)情況做出報(bào)警響應(yīng)；對(duì)于大規(guī)模的外
部火災(zāi)，其著火點(diǎn)附近的環(huán)境溫度變化迅速，因
此，具有差溫報(bào)警功能的纜式差定溫線型感溫火
災(zāi)探測(cè)器和分布式光纖感溫火災(zāi)探測(cè)器對(duì)火災(zāi)的
響應(yīng)迅速，而只有定溫報(bào)警功能的纜式定溫感溫
火災(zāi)探測(cè)器的報(bào)警響應(yīng)時(shí)間較為滯后。
4 結(jié) 論
動(dòng)力電纜層上由于內(nèi)部及外部因素引發(fā)的初
起小規(guī)?；馂?zāi)的位置具有一定的不確定性，無(wú)論
采用何種方式安裝線型感溫火災(zāi)探測(cè)器均存在探
測(cè)盲點(diǎn)。由于初起小規(guī)?；馂?zāi)的熱釋放速率及熱
輻射規(guī)模均較低，只有當(dāng)起火位置靠近感溫電纜
火災(zāi)探測(cè)器及光纖光柵感溫火災(zāi)探測(cè)器的光柵探
測(cè)單元時(shí)報(bào)警響應(yīng)較快，而光纖拉曼感溫火災(zāi)探
測(cè)器受最小探測(cè)單元長(zhǎng)度的限制，對(duì)初起小規(guī)模
火災(zāi)不能做出有效的報(bào)警響應(yīng)。對(duì)于大規(guī)模火
災(zāi)，光纖拉曼感溫火災(zāi)探測(cè)器和光纖光柵感溫火
災(zāi)探測(cè)器的報(bào)警反應(yīng)時(shí)間均在30 s左右，而且根
據(jù)熱電偶的記錄火災(zāi)發(fā)生上方60 s以內(nèi)的溫度
都在35℃ 以下，而±3 m 內(nèi)的溫升都超過(guò)5
∞ 暑 II_ _巨一《
223O 光學(xué)精密工程 第2l卷
℃ ／min。本文通過(guò)開展線型感溫火災(zāi)探測(cè)器應(yīng)
用于電纜隧道場(chǎng)所電纜火災(zāi)早期探測(cè)的工程適用
性研究，得出了不同種類線型感溫火災(zāi)探測(cè)器的
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作者簡(jiǎn)介
丁宏軍(1965一)，男，遼寧沈陽(yáng)人，博士
研究生，研究員，1988年于東南大學(xué)獲
得碩士學(xué)位，主要從事消防電子技術(shù)
及其應(yīng)用技術(shù)的研究和標(biāo)準(zhǔn)化T作。
E—mail：dinghongjun@ efire．cn
范典(1979一)，女，湖北武漢人，博
士，副教授，2009年～2O1O年赴美訪問(wèn)
學(xué)習(xí)，2011年于武漢理T大學(xué)獲得博
士學(xué)位，主要從事光纖傳感技術(shù)和光
信號(hào)處理方面的研究。E—mail：fandian
@ whut．edu．cn
工程適用性，包括評(píng)價(jià)、確定具體的設(shè)計(jì)參數(shù)及安
裝應(yīng)用新技術(shù)，為《火災(zāi)報(bào)警設(shè)計(jì)規(guī)范》相關(guān)條款
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