광섬유 브래그 격자 센서

TGW 섬유 격자 온도 감지 화재 경보 시스템의 원리

섬유 격자는 TGW 섬유 격자 온도 감지 화재 경보 시스템의 핵심 구성 요소 중 하나입니다. 섬유 코어 재료를 사용합니다. 감광성 특성: UV 엑시머 레이저와 마스크 노광 방식을 사용하여 섬유 코어의 약 8mm 단면의 굴절률이 영구적으로 변화합니다. 굴절률의 변화는 그림과 같이 주기적으로 분포되어 브래그 격자 구조를 형성합니다. 1. 보여주세요.

그림 1 섬유 격자 원리의 모식도

섬유 코어의 원래 굴절률은 n2이고, 자외선이 조사되는 부분의 굴절률은 n2'가 되며, 굴절률 분포주기 d는 광섬유 격자의 격자 피치이며, 광대역 빛이 광섬유 격자를 통과할 때 브래그 조건을 만족하는 파장은 격자에 의해 반사되고 나머지 파장은 투과된다. 격자 피치의 변화에 ​​따라 반사광이 변합니다. d. 격자 피치 d는 주변 온도에 매우 민감하므로 반사 파장의 변화를 감지하여 주변 온도의 변화를 계산할 수 있습니다.

반사광의 파장 변화는 TGW 시스템의 또 다른 핵심 구성 요소인 신호 처리 장치에서 감지됩니다. TGW 시스템의 신호 프로세서는 파장 감지를 위해 조정 가능한 Fabry-Perot 캐비티 기술을 사용합니다. 신호 프로세서가 광섬유 격자의 반사 파장의 이상을 감지하면 화재 경보 컨트롤러에 경보 신호를 보내고 화재 경보 컨트롤러는 그림 2와 같이 조치를 취하기 위해 신호를 보냅니다.

그림 2 화재 경보 신호 전송의 개략도

그림 3(a)와 같이 전통적인 광섬유 격자 시스템에서는 격자의 반사광이 특정 대역폭을 갖기 때문에 (3dB 대역폭은 일반적으로 0.2nm입니다.) 광섬유 격자의 다중화 방법은 파장 분할 다중화이므로 광원 대역폭의 제한으로 인해 다중화되는 센서 프로브의 수는 일반적으로 약 15- 30은 터널의 애플리케이션 요구 사항을 충족할 수 없습니다.

그림 3(a) 기존 다중화 방법의 개략도

그림 3(b) 하이브리드 다중화 방법의 개략도

Wuhan Ligong Optical Technology Co.의 TGW 광섬유 브래그 격자 온도 감지 화재 경보 시스템은 기존의 파장 분할 다중화 기술과 동일 광섬유 격자 다중화 기술을 결합하고 파장 분할 다중화와 동일 광섬유 격자의 하이브리드 다중화 방식을 사용하여 터널 화재 경보 문제를 해결합니다.

터널의 화재 감시 및 경보 시스템에서는 관련 국가 규정에 따라 화재 예방 구역을 구분해야 합니다. 일반적으로 특정 지점에서 화재가 발생하면 화재 예방 구역은 50~100미터입니다. 이 지역의 모니터링 지점, 전체 지역에서 화재 경보 시스템이 활성화되어야 합니다. 파장 분할 다중화 및 동일 광섬유 격자 하이브리드 다중화 방법은 그림 3(b)에 나와 있습니다. 이 시스템은 터널을 여러 개의 방화 구역으로 분할합니다. 서로 다른 방화 구역은 동일한 광섬유 격자의 파장(1,2)을 사용합니다. .?n 구별하기 위해 각 영역의 길이는 50-100미터입니다. 소방 구역에는 ø1, ø2...?n의 각 파장에 해당하는 많은 감시 지점이 있으며, 동일한 방화 구역의 모든 감시 지점은 일반적으로 하나의 격자에 10~15개의 감시 지점이 배치됩니다. 100미터 모니터링 영역 이러한 모니터링 지점은 지점에서 광섬유 격자의 반사 파장이 해당 영역의 해당 파장과 동일합니다. 시스템이 δi 파장의 이동을 감지하면 모니터링하는 방화 구역의 온도가 변경되었음을 나타냅니다. 온도 변화가 설정값을 초과하면 시스템에서 경보를 울립니다. 이러한 하이브리드 다중화 방식을 통해 시스템의 측정 거리와 측정 지점 수가 크게 늘어나 장거리 터널 프로젝트에 적용할 수 있습니다.