光纤传感技术在城市综合管廊中的应用
一、城市综合管廊概况
城市综合管廊是在城市地下建造一个隧道空间，可将电力、通讯，燃气、供热、给排水等各种工程管线同时容纳进来，实施统一规划、设计、建设和管理，城市综合管廊系统不仅有利于解决城市交通拥堵问题，还极大方便了电力、通信、燃气、供排水等市政设施的维护和检修，同时，城市综合管廊对于管线的安全运行还具有一定的防震减灾作用。随着城市管廊的大规模建设，其在人民生产生活中发挥的作用日益巨大，管廊本身的安全问题也越来越受到人们的关注。
二、城市综合管廊安全防护需求分析
城市综合管廊内部承载了大量的重要管线，一旦有事故发生，所带来的损失和影响十分巨大。综合管廊内环境温度监测是必要的基础监测；电力电缆损坏时泄漏电流易发热，存在火灾隐患，一旦发生火灾，极易蔓延，需要进行火灾监测；管道（如天然气管道）泄漏及沼气的汇聚，容易造成燃爆事故及缺氧事故，需要进行甲烷及氧气含量的监测。
由于城市综合管廊距离长、分层多、粉尘多，廊道内环境潮湿、闷热、易腐蚀，传统的电子式传感器难以长期、稳定的运行发挥作用，北京品傲光电科技有限公司提出了基于光纤传感技术的城市地下管廊综合监控系统，能够实现地下综合管廊专业管线的全方位、实时在线监控、实时报警，准确定位，大大提高城市地下综合管廊运行管理的快速反应和安全防控能力。
三、基于光纤传感技术的管廊综合监控及报警系统介绍
1、综合管廊电缆温度监测的最优技术--分布式光纤感温系统
分布式光纤感温系统是一种新型的温度探测报警系统，对管廊内层叠集中布置的电缆进行温度监控，本质安全。系统采用最新生产工艺，长期稳定性好，使用寿命长；分布式光纤感温探测信号处理器采用数字化解调技术，具有大容量实时在线信号采集处理和自检功能；系统可以综合各种安全监控参数，进行分析，有利于及时发现事故苗头，及时安全控制。
分布式光纤感温系统由光纤感温传感系统、网络系统、通讯传输网络、信息处理及分析系统四个子系统组成。
该系统在城市综合管廊内的主要功能是：
分布式光纤线型感温探测光缆应采用“S”型布置在每层电缆的上表面，实时监测温度状态，传递火灾报警信息。
2、品傲公司对三种线型感温探测器在城市管廊监测中的对比
品傲光电是国内一家同时进行光纤光栅、分布式光纤、感温电缆三种线型感温火灾探测器产品的生产及销售的企业，对三种产品的应用有着丰富的经验及客观的评价。
三种技术在城市综合管廊监测及报警中有着各自的优势及劣势，分别适用于不同的客户及应用需求。
分布式光纤测温系统、感温电缆、光纤光栅测温系统对比
综合对比推荐：
（1）管廊环境环境监测，主要考虑环境温度报警的及时性及规范支持，推荐使用光纤光栅测温系统。
（2）电缆温度监测，如客户更多考虑报警的准确性、可靠性及后期维护费用，推荐使用分布式光纤系统，如客户更多考虑初始建设造价，则推荐使用感温电缆。若两种平衡，亦可考虑在110KV以上火灾风险等级高的部位使用分布式光纤测温系统，低压部分使用感温电缆。
3、先进的天然气泄漏监测技术--光纤气体传感监测系统
城市综合管廊在地下环境中，因燃气管道泄漏、瓦斯积聚等汇集地下空间中，积聚到一定程度，遇到明火即可产生爆炸造成极大的危害。
基于光谱吸收原理的光纤气体传感检测系统，采用光纤作为信号传输介质，根据特定波段光谱吸收衰减情况，可实现待测气体浓度的检测，系统结构简单，借助谐波检测原理，可以避免各种因素引起的检测信号能量波动对检测结果的影响。基于该技术的检测系统具有本质安全、灵敏度高、不受电磁干扰、检测距离长范围广、维护成本低等突出优点，极易构成高性能的准分布式检测网络。
该技术具有灵敏度高、精度高、抗干扰性好，不易受有害气体的影响而中毒、老化等特点，在国外得到了广泛的应用。特别适合地下综合管廊距离长、潮湿、腐蚀环境中的甲烷（天然气、沼气）监测。
光纤气体传感监测系统主要由气体传感器、连接传输光缆、光分路器及接头盒、信号中央处理单元、计算机系统及外围报警联动设备构成，系统示意图如图所示：
与传统电化学监测方式相比，光纤气体传感系统具有不可比拟的优势：
（1）实时浓度监测。可进行综合管廊内可燃气体浓度参数的实时监测、报警；
（2）本质安全。光纤气体传感在仓内为不带电设备，无需做任何防爆处理，且不受电磁干扰
（3）超长监测距离。光纤敷设不需要布置任何的电源线及信号线，有利于长距离监测
（4）监测灵敏度高。光纤气体传感系统是传统电系统的20倍以上
（5）零成本维护。无需进行任何的校准，更不需要像传统电化学设备一年后即需校准或失效。
四、基于光纤传感技术的城市地下管廊综合监控技术发展前景
利用先进的光纤传感技术，集成综合管廊内各种物联网传感技术，结合智能视频监测技术，实现地下综合管廊运行的全方位智能感知、实时监测、异常报警、自动控制。通过该术的应用及建设，能够形成地下管网“监控、运行、指挥”一体化运行的管理新模式，能够全面提升城市地下管网安全防护能力，光纤传感技术在城市综合管廊具有极其广阔的发展前景。
五、城市综合管廊监控及报警全面解决方案提供商—品傲光电
品傲光电是成立于2003年1月的高新技术企业，注册资金为2222.7万元，是专业从事光电监测、综合监控及报警系统的研发、生产、销售、系统集成及服务的技术型公司。品傲光电位于中关村高新技术园区，是经国家、北京市认证的高新技术企业，同时是国家软件企业及中关村认定的具有自主知识产权的高科技企业。
品傲公司与天津大学及其他科研机构共同承担了国家973光纤传感网与关键器件项目等多项国家级重大科研课题，在成立公司以来产品荣获多项国家级省部级奖励，其中包括教育部、仪器仪表协会颁发的科技一等奖等多项奖励，被列入“北京市火炬计划项目”，荣获国家级新产品称号。产品通过了有关权威机构的检测和鉴定。通过了ISO9001国际质量管理体系认证，ISO14000环境管理体系认证，OHSAS18000职业健康安全管理体系认证，EJ9001核工业质量体系认证。
品傲公司拥有自主研发机构和生产基地，并被北京市人民政府、科学技术部、中国科学院评为“中关村国家自主创新示范区、创新型试点企业”，同时与科研机构及国内外知名大学进行广泛的产学研合作，在光纤传感领域中持续探索研究，尤其在光纤传感的超高温、超低温、大应变、高精度和特殊封装等方面取得突出成果。品傲公司将自主研发的产品应用于国民经济的中国行业中，成为中石油、中石化、中核、国家电网、中铁等大型国家企业合格供应商及系统集成商。在国民经济发展过程中的安全问题上提供了全新的监测手段和模式，取得了客户的信赖与赞誉。
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