油罐火灾报警系统设计方案.doc

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1、中石油项目油罐光纤光栅感温火灾探测系统技术方案理工光科股份二00八年八月一、企业简介理工光科股份（简称“理工光科”）是由理工大学产业集团、北新集团建材股份公司（上市公司）、省投资公司、钢铁（集团）公司、双环科技股份公司（上市公司）、省仪器仪表总公司、市新产业创业投资公司等股东共同投资发起设立的股份制公司。公司成立于2000年8月，注册资本3142.854万元，净资产6000多万元，是研究、开发、生产、销售光纤光栅传感系列产品的高新技术企业。公司是省科技厅、东湖高新技术开发区核准的省市两级高新技术企业，200

2、2年度被评为全国二十一家最具成长性企业之一。公司坐落在中国·光谷科技园，建设投资规模1亿多元。公司是国家计委《光纤传感国家产业化示工程项目》的承担单位，拥有一万余平方米的现代化厂房，是我国目前最大的光纤传感技术研发和生产基地。公司拥有涉及十多个学科领域的光纤传感研究室和一批具有国际先进水平的研发仪器设备，开发了30多项具有国际先进水平的技术成果和拥有多项专利技术。目前公司已申报专利30多项，其中发明专利9项，授权2项，光纤光栅产业化技术在2004年获得国家科技进步二等奖和2007年公安部科技进步一等奖，并作

3、为国家《光纤感温火灾探测器国家标准》主要起草单位之一承担了国家《光纤感温火灾探测器国家标准》的起草。公司成立以来，严格按照现代企业制度和股份制企业经营管理模式规运营。建立了一整套健全的企业经营管理体系，包括质量保证体系、售后服务体系、财务管理体系、人才资源管理体系，市场策划与营销网络体系、物资管理体系、新产品开发体系、知识产权管理制度以及产品进出口管理制度。并于2002年通过了ISO9001：2000质量体系国际机构认证。公司拥有一支高素质的员工队伍，现有员工223人，平均年龄34岁，本专科以上学历人员占8

4、0%，其中正高10人，副高（含高工）22人，博士19人，硕士34人。公司研发技术人员66人，由光电子、材料、信息、机电一体化、机械、交通工程、现代测试技术与仪器、计算机等多学科组成，是一支具有多学科交叉与较强工程实践能力的高素质研发队伍。公司在全国建立了较完善的营销网络体系，设有14个销售区域。公司产品广泛应用于石油、化工、冶金、交通、水电、国防等行业，年实现销售收入1.5亿元，利税4500多万元，产品在国的市场占有率达到70%以上，为提高这些行业的安全技术水平发挥着重要作用，创造了良好的社会效益和经济效益

5、。二、油罐火灾报警技术概述光纤光栅感温火灾探测系统是我公司应用光纤光栅感温工作原理率先在国研制开发的新型火灾探测系统，是集计算机、光纤传感、光纤传输、光电控制等高新技术于一体的系统工程。本系统近几年在石油化工行业的大量应用实践表明，我们能够为业主提供一套本质安全、无电检测、实时在线的自动火灾监控系统，以确保大型储油罐安全生产。TGW光纤光栅感温火灾探测系统是以光纤作为信号的传输与传感媒体、利用布喇格光栅的温度敏感性和光的反射原理，通过对反射光的波长进行解调确定测量温度的数字测量技术。系统能够实时测量沿光纤的

6、温度分布，同时能显示报警。该产品输出信号为数字信号，检测精度高；可进行分布测量，测量点可任意设置；可实现无电检测，本质安全防爆、抗电磁干扰、防雷击。与同类光纤传感产品相比，稳定性好、精确度高，特别适合石油、天燃气管道、化工、冶金、电力、消防、能源、仓储、军工、核工业等场所使用。三、TGW光纤光栅感温火灾报警系统的原理光纤光栅是TGW光纤光栅感温火灾报警系统中的核心部件之一，它是利用光纤芯层材料的光敏特性，通过紫外准分子激光器采用掩模曝光的方法使一段约8mm的光纤纤芯的折射率发生永久性改变，折射率的改变呈周期

7、性分布，形成布喇格光栅结构，如图1所示。芯层包层d入射光折射率n1折射率n2折射率n2’选择性反射光波透射光图1光纤光栅原理示意图当宽带入射光通过光纤光栅时，满足布喇格条件的波长被光栅反射回来，其余波长的光被透射，反射光波长随光栅栅距d的改变而改变。由于光栅栅距d对环境温度非常敏感，因此，通过检测反射波长的变化可以计算出环境温度的改变量。反射光波长的改变量通过信号处理器来检测，它是TGW系统中的另外一个核心部件。TGW系统中的信号处理器采用可调法布里－珀罗腔技术进行波长检测。当信号处理器检测到光纤光栅的反射

8、波长出现异常时，发出预警和报警信号。在传统的光纤光栅系统中，由于光栅的反射光具有一定带宽（其3dB带宽一般为0.2nm），而光纤光栅的复用方式为波分复用，因此，在光源带宽的限制下，传感器探头的复用数量非常有限，一般每套只有15-20个左右，不能满足大型工程的应用需求，遇到大型工程需要多套探测器上罐，增加了系统复杂性和不稳定性，并加大了系统的施工和维护难度。理工光科股份的TGW光纤光栅感温火灾报警系统将传统波分复用