专利名称：火灾探测的制作方法
技术领域：
本发明涉及火灾^t果测系统和方法。
背景技术：
已知烟雾探测系统包括管道网络，所述管道网络带有围绕所述网 络以 一 定间隔设置的气体入口端口 /抽样点。如果存在气体和烟雾颗 粒，那么所述气体和烟雾颗粒将通过入口进入网络，并沿管道受到抽
吸，进而能够通过适当的探测器得到探测。例如，来自Kidde Plc的 HART高灵敏度烟雾探测系统就是所述系统的一个例子，其包括基于激
光的抽吸探测器，所述^:测器对烟雾的颗粒进行计数，从而在非常早
的阶段可靠地探测火灾。如果存在气体和烟雾颗粒，那么通过风扇抽 吸所述气体和烟雾颗粒，使之通过管道网络进入探测器。所述烟雾探 测系统的 一 个缺点在于无法容易地确定吸入烟雾颗粒的入口的位置， 因而无法指示火灾的可能的位置。
在传感器中采用光纤布拉格光栅是公知的。美国专利4761073 (在 此引入以供参考)公开了 一种利用光纤布拉格光栅的空间分解光纤光 缆应变计，而且采用类似的光纤布拉格光栅传感器监视温度变化也是 已知的。由于应变的改变或者光纤布拉才各光^t所处位置的环境温度改 变的结果，光纤布拉格光栅的周期和有效折射率将发生变化，由此能 够感测到所述变化。
可以在光纤光缆的芯部的折射率中建立周期性变化，由此在光敏 光纤光缆中形成光纤布拉格光栅，其起着对入射光进行反射的作用。 这一反射光的波长被称为布拉格波长其取决于光纤布拉格光栅的 光栅周期和有效折射率，具体关系式如下
^ = 2"e#A
其中，n。ff是光纤光缆的有效折射率，A是光纤布拉格光栅的周期。 已知，在光纤布拉格光栅附近的局部空间和/或温度变化的作用下，这一布拉格波长受到影响。光纤布拉格光栅对所述空间和/或温度 变4t具有可预测的、明确的响应。已知这些响应在室温下或室温以上 大致呈线性，光纤布拉格光栅传感器就是通过测量布拉格波长响应于 上述空间和/或温度变化而产生的波长偏移而工作的。
光栅周期的变化将导致响应于光纤布拉格光栅附近的光纤光缆中 的空间和/或温度变化的布拉格波长偏移AXb,可以通过对上式微分来 考虑光纤光缆的长度变化和/或光纤布拉格光栅的附近的温度变化，由
此找到所述布拉;f各波长偏移。由此得到
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目前有两种利用光纤布拉格光栅技术构造传感器的方法。最简单 的方法是沿光纤光缆的长度写入多个等同的光纤布拉格光栅(即具有 相同光栅间距的光栅)。入射光受到每 一 所述光纤布拉格光栅的反射， 由于光纤布拉格光栅的等同性，每一反射的布拉格波长都是相同的。 光纤光缆所处位置的空间和/或温度变化可能导致受到影响的一个或 多个光纤布拉格光栅所反射的光的布拉才各波长的偏移。可以感测这一 变化，因而有可能探测到发生了空间和/或温度变化。
可以通过光学时间域反射计获得所述空间和/或温度变化的大致
位置。在这项技术中，将非常短的光脉冲(具有Ins的数量级)注入
到光纤光缆中，并在注入脉冲之后测量作为时间的函数的反射光谱。 这种方法的局限性在于，尽管光纤光缆所在处的空间和/或温度变化是 可探测的，但是无法确定所述变化的精确位置，因为位置信息的分辨 率实际上只有几米的数量级，这意味着只能区分相隔几米的光纤布拉 格光栅。
另一种方法是沿光纤光缆的长度写入多个光纤布拉格光栅，每一 光纤布拉格光栅具有唯 一 的光栅间距。通过这些光纤布拉格光栅中的
每者反射入射光，在这种情况下每一反射的布拉格波长就是特定光纤 布拉格光栅的特征。在特定的附近位置发生的空间和/或温度变化将影 响处于所述附近位置的一个或多个光纤布拉格光栅，从而导致受到影 响的光纤布拉格光栅所反射的光的布拉格波长的偏移。因此，对反射光图案的分析能够探测空间和/或温度变化的产生。还可以通过确定偏 移的布拉格波长是从哪一或哪些光纤布拉格光栅发散的来探测沿光纤
光缆的变化的位置。
但是，在这种情况下光纤布拉格光栅的布拉格波长必须离得足够 远，从而使布拉才各波长在任何光栅的工作范围上的偏移都不与和其他 光纤布拉格光栅相关的不同布拉格波长重叠。这对一个传感器所能询 问的光纤布拉格光栅的数量和/或所能感测的温度变化带来了限制。
EP-A-l 524509公开了 一种光纤布拉格光栅火灾探测系统(FBG Alarm )。所述光纤布拉格光栅火突探测系统对温度变化敏感。上述烟 雾探测器方案仅对烟雾颗粒的产生敏感。某些类型的火灾会首先或者 主要产生烟雾，并产生少量的热，但是某些类型的火灾会首先或者主 要产生热，而烟雾却很少。因此，希望提供一种能够迅速探测到首先 或者主要产生热或烟雾的火灾的火灾探测系统。此外，还希望提供一 种能够指示烟雾颗粒的来源位置的烟雾探测系统。
发明内容
根据本发明的第 一方面，提供了 一种用于监视含有流体的体积的 火灾探测系统，所述系统包括具有多个入口的管路，其用于接收所 述流体，并且用于将所接收的流体和其内的任何烟雾颗粒引导至烟雾 探测器；以及与每一所述入口相关的相应传感器，其用于生成指示所 感测到的所述入口的区域内的任何变化的信号。
所述传感器可以生成指示传感器的膨胀或收缩(空间变化)的信 号。例如，所述膨胀或收缩(空间变化)可能是由温度变化引起的。 所述传感器每者包括至少一个光纤布拉格光栅。这些光纤布拉格光栅 可以通过已知的方式对温度变化敏感，或者可以对预定气体的存在敏 感。
所述光纤布拉格光栅可以形成于单根光纤光缆中。本实施例中的 光纤光缆沿管路延伸，并且被布置为从每一入口延伸到所述体积内。
在本实施例中，在传感器为光纤布拉格光栅时，由所述传感器生 成的信号为光学信号。
根据本发明的第二方面，提供了一种用于监视含有流体的体积的 火灾探测系统，所述系统包括具有多个入口的管路，其用于接收所述流体，并且用于将所接收的流体和其内的任何烟雾颗粒引导至烟雾探
测器；以及与每一所述入口相关的至少一个光纤布拉才各光栅，其用于 在所述光纤布拉格光栅膨胀或收缩时产生信号。
根据本发明的另一方面，提供了一种火灾探测方法，其包括利用 具有多个入口的管路监视含有流体的体积，所述具有多个入口的管路 用于接收所述流体，并且用于将所接收的流体和其内的任何烟雾颗粒 引导至烟雾探测器；其中，相应的传感器与每一所述入口相关，从而 生成指示所感测到的所述入口的区域内的任何变化的信号。
可以提供保持在已知温度上的基准光纤布拉格光栅。通过监视这 一基准光纤布拉才各光栅，能够对感测设备中的偏移进行校正。有可能 包括不止一个基准光纤布拉格光栅，使其覆盖一定的波长范围，由此 在整个波长范围保持测量精确度。
为了更好的理解本发明，现在将参考附图，通过举例的方式说明 根据本发明和体现本发明的火灾探测系统和方法，在附图中图1示出了具有一般的已知类型的烟雾探测系统的示意性截面图； 图1A更为详细地示出了图1中的抽样喷嘴的平面图； 图2示出了根据本发明的经修改的图1的烟雾探测系统； 图3示出了根据本发明的光纤布拉格光栅传感器； 图4示出了用于利用根据本发明的光纤布拉格光栅传感器感测光 纤光缆附近的空间变化和/或温度变化的装置；
图5 (a)、 (b)和(c)示出了来自参考图4说明的装置的用户界 面的三幅图像；
图6示出了通过光纤光缆的示意性截面图7示出了包括根据本发明的经修改的光纤布拉格光栅传感器的 烟雾探测系统的示意性截面图；以及
图8 (a)、 (b)、 (c)和(d)示出了根据本发明的实施例的经修改
的抽样喷嘴。
在附图中， 一般采用相同的附图标记表示类似的元件。
具体实施方式
图1所示的具有一般的已知类型的烟雾探测系统包括烟雾探测器
1。例如，烟雾探测器1可以是来自Kidde Plc的HART高灵敏度烟雾 探测系统，其采用基于激光的技术对气体中的烟雾颗粒进行计数，以 探测火灾。烟雾探测器1为含有空气(但是也可能含有某种其他流体) 的体积2提供火灾探测。管路3从体积2接收空气。典型地，体积2 是封闭空间，例如，存放电设备或文档的大仓库。管路3安装在体积2 的天花板附近，其可以包括多个连接的管道，例如，安装在天花板上 或者围绕天花板的周围延伸的管道的阵列。图l示出了一个所述管道， 其包括相应的管状管道部分4A、 4B和4C。通过管道接头5A将管道部 分4A和4B的相对端连接到一起。通过连接部分5B将管道部分4B和 4C连接起来。连接部分5A和5B中的每者包括基本垂直于管路3的纵 向轴延伸的入口 6A和6B。将抽样喷嘴7A和7B匹配到每一入口内，所 述抽样喷嘴7A和7B分别包括通气孔8A和8B,其允许空气通过，并且 允许任何存在于体积2内的烟雾颗粒/人体积2进入入口 6A和6B,并/人 该处沿管路3抵达烟雾探测器1。可以通过设置风扇(未示出)使空气 和烟雾颗粒/人入口 6A和6B沿管路3朝向烟雾纟罙测器1流动。
图1A示出了抽样喷嘴7B的平面图(抽样喷嘴7A将具有类似的构 造)。通气孔8B是圆形的，但是其也可以具有不同的形状。
可以按照一般的流体密封的方式将抽样喷嘴7A和7B连接至相应 的入口 6A和6B。同样按照流体密封的方式将连接部分5A和5B连接至 管道部分4A、 4B、 4C。例如，这些元件可以具有相互的干涉配合。
本领域技术人员将理解，图1所示的具有一般的已知类型的烟雾 探测系统可以对体积2的环境内的少量烟雾颗粒高度敏感，并且能够 提供非常早的火灾探测。但是，所示的系统的缺点在于，无法确定体 积2内的烟雾颗粒的来源的位置(因此无法确定可能的火灾来源)。应 当认识到，如果体积大，那么将耗费相当长的时间执行对所述体积的 人工搜索来确定烟雾颗粒的来源的位置。
图2示出了一种火突探测系统，其包括图1所示的烟雾探测系统， 只是被修改为包括光纤布拉格光栅传感器10。在图3中示意性地示出 了光纤布拉格光栅传感器10的更多细节，其包括具有形成于其上的多 个光纤布拉格光栅17、 19、 21、 23、 25和27 (图2中仅示出了光栅 17和19)的单根光纤光缆11。包括光纤布拉格光栅传感器10的光纤光缆11经过管路3的内部， 并且通过配置或操纵沿管路3的长度从抽样喷嘴通气孔8A和8B伸出。 在图2中，将光纤光缆11示为在抽样喷嘴通气孔8A和8B的区域内形 成环，之后基本沿相邻抽样喷嘴7A和7B之间的管路3延伸。当然， 也可以采用光纤光缆11的其他结构。
沿光纤光缆11按照分离的间隔形成光纤布拉;f各光栅，从而在v^人抽 样喷嘴通气孔8A和8B向体积2内延伸的光纤光缆ll的部分内形成光 纤布拉格光栅。
图3示出了光纤布拉格光栅17到27中的每者具有唯一 (不同) 的光栅周期。在传感器10中，由于每一光纤布拉格光栅具有唯一的光 栅周期，因而有每一光纤布拉才各光栅反射的光的布拉才各波长是不同的。 如果(例如)将在光纤布拉格光栅17的附近产生空间和/或温度变化， 那么由光纤布拉格光栅17反射的光的布拉格波长将发生偏移。可以探 测到这一波长偏移，因而能够感测到所述空间和/或温度变化。由于对 应于每一光纤布拉格光栅的布拉格波长是唯一的(不同的)，因而在这 一布局中有可能使布拉格波长与具体的光纤布拉格光栅17相关，因而
能够将所述空间和/或温度变化定位在光纤布拉格光栅17的附近。
优选通过选择相应的区带的光栅的间距使得在正常的环境温度下 布拉格波长具有足够宽的间隔，因而在传感器的工作范围上，反射光
波长。、 、、 、" 一 八 ，、"、、 、
图4示出了用于采用图3所示的根据本发明的一个方面的光纤布 拉格光栅传感器感测光纤光缆11所处位置的空间变化和/或温度变化 的装置。在这一装置中，采用宽带连续光源47向图3所示的光纤布拉 格光栅17、 19和21上照射入射光(在图4中，为了清晰起见，我们 假设仅有三个光纤布拉格光栅)。来自宽带光源47的入射光受到每一 光纤布拉格光栅的反射，其中，布拉格波长指示具体的光纤布拉格光 栅17、 19或21。来自每一光纤布拉才各光栅17、 19、 21的反射光返回 至光纤光缆ll,并经被由2 x 1耦合器51重新引导至波长探测系统53。 这一波长探测系统53包括珐布里-珀罗可调谐滤波器55、光探测器 57、放大器59和数字信号处理卡61。波长探测系统53允许对反射光 图案进行分析，由此能够探测到空间和/或温度变化的出现，其中，还可以就感测到了所述变化的具体光纤布拉才各光栅17、 19或21探测所 述变化沿光纤光缆l的位置。个人计算机63提供了用户所述波长探测 系统53的用户界面，由此允许用户对所述系统进行远程监^L。个人计 算机63还允许用户(例如)利用珐布里-珀罗可调谐滤波器55,通过 信号处理卡61控制扫描。还可以采用其他监视布拉格光栅波长的形式。 尽管在图4中采用了宽带光源，但是应当理解也可以采用其他形 式的电》兹辐射。
图5示出了取自图4所示的装置的个人计算机63的三幅图像。所 述图像是相对于波长的反射光强度的曲线图。在图5(a)中，峰65对 应于由光纤布拉格光栅17反射的光的唯一布拉格波长。峰67是由基 准光纤布拉格光栅(图4中未示出)得到的，峰67保持在波长探测系 统53的控制电子部件内的已知温度上。可以存在不止一个基准光纤布 拉格光栅，其中，每一基准光纤布拉格光栅具有不同的光栅周期。在 这种情况下，图5 (a)所示的曲线图将具有多个基准峰， 一个基准峰 来自于一个基准光纤布拉格光栅，并且对应于由该特定光纤布拉格光 栅反射的光的布拉格波长。
在图5(b)中，三个峰65、 69和71对应于由相应的光纤布4立才各 光栅17、 19和21反射的光的唯一布拉一各波长。所述的相应的光纤布 拉格光栅均具有不同的光栅周期，因而每一光纤布拉格光栅反射具有 不同布拉格波长的光，在图中将所述反射示为三个单独的峰65、 69和 71。峰67对应于基准光纤布拉一各光栅。
由于基准光纤布拉格光栅保持在恒定的已知温度和应力上，因而 由其反射的光的特性是已知的。因此，所测量的由基准光栅反射的光 的任何变化都表示在测量装置中产生了误差。例如，可以采用所测量 的由基准光栅反射的光校正波长测量珐布里-珀罗光栅5 5及其驱动电 子部件中的偏移。
在图5 (c)，示出了在发生了温度变化时对应于由光纤布拉格光栅 17反射的光的布拉格波长的峰。在图5 (c)中，通过虚线示出了原始 峰65,因温度变化而得到的偏移波长导致了由峰73表示的受到修改的 布拉格波长。因此，其示出了如何通过图4所示的装置探测处于光纤 布拉才各光4册17、 19和21中的某一个的附近的空间和/或温度变化，以 及所述变化是如何在个人计算机63上的用户界面上显示的。除了在个人计算机63的图形用户界面(或其替代选择)上显示受 到温度变化影响的光纤布拉格光栅之外，还能够自动探测受到温度变 化影响的光纤布拉格光栅，并且能够提示体积3内的适当位置处的用 户干预。
由上述讨论应当理解，在烟雾探测器的管路3内存在光纤布拉格 光栅传感器10能够实现对喷嘴7A和7B中的任何一个所在处的温度变 化的探测，因为能够识别出受到温度变化影响的具体光纤布拉格光栅 的特征。因此，能够确定温度升高的来源的位置(因为每一光纤布拉 格光栅在体积2内的位置是已知的)。
出了烟雾探测器之外，光纤布拉格光栅传感器10的存在使得本实 施例的火灾探测结构既对最初或主要生成烟雾颗粒的火灾敏感又对最 初或主要产生热的火灾敏感。当然，任何火灾(或潜在的火灾)通常 都产生 一 定的烟雾颗粒和 一 定的热量。本发明的火灾探测系统探测体 积2内的烟雾颗粒的存在，而且其不仅能够识别出体积2内出现了温 度升高，还能够识别出温度升高的位置(因为受到温度变化影响的光 纤布拉格光栅的位置是已知的)。因此，通过光纤布拉格光栅传感器11 克服了已知烟雾探测结构的缺点，因为已知的烟雾探测结构无法提供 对烟雾颗粒的来源的位置的识别，或者需要高度复杂的机械结构来完 成这一操作。
图6示出了通过典型的光纤光缆截取的截面图。所述光纤光缆包 括通常由玻璃形成的中央芯80,其周围是一般由玻璃形成的包层82。 芯部80通常具有0. 1毫米的直径。由内聚合物涂覆层84包围包层82, 而内涂覆层84又由外聚合物涂覆层86包围。外聚合物涂覆层86比内 聚合物涂覆层84厚，而且可以由PVC等形成。此外，还可以添加其他 外涂覆层，例如，金属编织层。
图6示出了典型的通用光纤光缆。由于在本实施例中，光纤光缆 11的大部分长度受到管路3的保护，因而不需要外部聚合物层86,沿 光纤光缆11的整个长度可以不存在外部聚合物层86。与采用包括光纤 布拉格光栅的光纤光缆来探测温度变化的现有技术结构相比，这一点 是有利的。在这些结构当中，光纤光缆并非主要容纳在管路当中，因 而存在外部聚合物层86,但是在光纤布拉格光栅的区域内又必须去除 所述外部聚合物层86,以实现有效的温度测量。这是这样的已知光纤布拉格光栅传感器的制造过程中的额外步骤。本发明的所述实施例能 够有利地避免这一缺点。
在图2和图3所示的实施例中，示出了与每一抽样喷嘴7A和7B 相关的单个光纤布拉格光栅。每一光纤布拉格光栅用于探测温度变化。 可以提供与每一抽样喷嘴7A、 7B相关的多个光纤布拉格光栅来测量温 度变化。
根据图7，可以提供与一个抽样喷嘴7A相关的相应光纤布拉格光 栅。在这一实施例中，第一光纤布拉才各光栅可以对应于图2和图3所 示的温度感测光纤布拉格光栅17。可以提供对相应的气体类型敏感的 第二 90和第三92光纤布拉格光栅。在所述气体敏感光纤布拉格光栅 传感器中，去除相应光栅90和92所在的区域内的内部聚合物涂覆层 84,并涂覆替代涂覆层，所述替代涂覆层与所要探测的气体发生反应， 从而使光纤布拉才各光4册90和92的区域响应于相关气体的存在而发生 空间变化。可以按照与探测光纤布拉格光栅17 (响应于温度变化)的 空间变化的方式相同的方式探测这一空间变化。但是，光纤布拉才各光 栅90和92的空间变化将(主要)指示所选择的气体的存在，而不是 温度的变化。每一光纤布拉格光栅17、 90和92 (以及光纤光缆11的 所有其他光纤布拉格光栅)优选具有不同的间距，从而使探测系统53 能够识别出所述的相应的光纤布拉格光栅中的哪些具有波长偏移。
除了对所选的气体作出响应之外，带有气体敏感涂层的光纤布拉 格光栅还将对温度变化作出响应。优选将光纤布拉格光栅设计为使与 温度响应相关的气体响应最大化。但是， 一种有利的做法是采用不具 有气体敏感涂层的基准光纤布拉格光栅传感器校准温度响应。其可以 是一种与气体感测光纤布拉格光栅匹配的特殊传感器，或者可以采用 能够应用于任何情况下的温度传感器。
为了探测来自单个气体敏感光纤布拉格光栅的响应，温度传感器 和气体探测器二者均可以在相同的波长上工作，其中，由绝对反射波 长指示温度，由波长差指示气体浓度。
图8示出了抽样喷嘴7B的修改形式，这种修改形式有利于光纤光 缆11的环穿过抽样喷嘴7B。经修改的抽样喷嘴包括两个圓形板100和 102,其分别具有形成于其内的矩形狭缝104和106。在图8中，通过 虚线表示其第二圆形板102和矩形狭缝106,以辅助对它们的区分。图8(a)示出了第一圆形板IOO，图8 (b)示出了第二圆形板102。在使 用当中，使圆形板100和102相互叠置，从而使其中心轴对准(如果 它们具有相同的周长，还使其圆周对准)。图8(c)和8(d)对圆形 板100和102的这一布局给出了大体的图示，但是，在图中为了图示 的清晰起见，使中心轴/圓周存在一些偏移。
还将圆形板100和102安装成，使其中的一个可以相对于另一个 围绕它们共有的中心轴旋转。
方便地，如图8 (c)中所示，在希望使光纤光缆11穿过抽样喷嘴 时，使圆形板100和102发生相对旋转，从而使狭缝104和106对准， 由此使光纤光缆能够从光路3进入体积2。如图8 (d)所示，在使光 纤光缆11穿过狭缝104和106, /人而(例如，以图2所示的成环构造) 延伸到体积2中时，使圆形板100和102中的一个旋转90。，从而使狭 缝104和106相互垂直。由此能够在抽样喷嘴中形成(与狭缝104和 106的尺寸相比)相对较小的并且贯穿圆形板100和102 二者的通气孔 8B。通过选择狭缝104和106的尺寸和布局使得由它们形成的通气孔 8B具有能够实现烟雾探测器1的有效操作的适当尺寸。相对较小的通 气孔8B的形成还有助于保持光纤光缆11处于适当位置。管路中的任 何或所有喷嘴可以具有图8所示的构造。
作为所述的相应的光纤布拉格光栅中的每者具有不同的光栅间距 /周期的替代方案，可以使所有的或多个所述光纤布拉格光栅具有相同 的间距/周期。在所述传感器中，由于每一光纤布拉格光栅具有相同的 光栅周期，因而来自所述光纤布拉格光栅的部分或全部的反射光的布 拉格波长将是相同的。如果在特定的光纤布拉格光栅的附近产生了空 间和/或温度变化，那么由于改变了光栅的相邻元素之间的距离，因而 来自该光纤布拉格光栅的反射光的布拉格波长将发生偏移。可以探测 到这一波长偏移，因而能够感测到所述空间/或温度变化。这一设置的 问题在于，来自每一光纤布拉格光栅的反射光的布拉格波长是相同的， 因而无法将所述布拉格波长的偏移归属于对该偏移负责的特定光纤布 拉格光栅，因而无法确定所述空间和/或温度变化的精确位置，或者只 能(例如)通过光学时间域反射计极为近似地获得所述位置。
典型地，单个光纤布拉格光栅的长度大约为4毫米。管路3的长 度可以是(例如)100米，并且其可以具有20到30个流体入口和相关的抽样喷嘴。这样的设置将需要20到30个光纤布拉格光栅(假设一 个光纤布拉格光栅与每一入口相关)。优选在单根光纤光缆中形成所有 的光纤布拉格光栅。可以预见，所述系统将对大约50°C的温度变化敏 感。
在图1的烟雾探测器系统中， 一些抽样喷嘴7A和7B可以设有具 有不同尺寸的孔或通气孔8A和8B (通常具有大约5毫米的尺寸)。例 如，距离烟雾探测器1最远的入口通气孔可以较大，以补偿来自较远 的喷嘴的流量的降低，从而使烟雾探测器1对处于较远通气孔处的烟 雾颗粒同样敏感。
所述实施例的光纤布拉格光栅传感器IO具有小直径(尤其是因为 不存在外部聚合物涂覆层86),因而不会对进入抽样喷嘴的流体流造成 显著影响。出于相同的原因，光纤布拉格光栅传感器IO将对整个探测 系统造成非常小的视觉影响，在光纤光缆IO从每一喷嘴通气孔伸出的 位置几乎看不到所述光纤光缆10。
本实施例中采用的光纤光缆可以是光敏的，从而允许沿其长度形成布 拉格光栅。所述光敏光纤光缆ll包括掺锗光纤、硼锗共掺光纤或锑铒 锗共掺光纤，但是并不限于采用所述掺杂剂获得所述光纤的光敏性。
权利要求
1.一种用于监视含有流体的体积(2)的火灾探测系统，所述系统包括具有多个入口(6A、6B)的管路(3)，其用于接收所述流体，并且用于将所接收的流体和其内的任何烟雾颗粒引导至烟雾探测器(1)；所述火灾探测系统的特征在于与每一所述入口(6A、6B)相关的相应传感器(10)，其用于生成指示所感测到的所述入口(6A、6B)的区域内的任何变化的信号。
2. 根据权利要求l所述的系统，其包括用于从相应的传感器(10) 接收信号，并提供对所感测到的任何变化的位置和/或标识的指示的探 测器(53)。
3. 根据权利要求1或2所述的系统，其中，所述传感器(10) 每者包括至少一个光纤布拉格光栅(17......27)。
4. 根据权利要求3所述的系统，其中，所述光纤布拉格光栅 (17......27)形成于单根光纤光缆(11)内。
5. 根据权利要求4所述的系统，其中，所述光纤光缆(11)包 括中央芯(80)和用于提供所需光学特性的包层(82),以及至少处于 所述包层(82)的主要部分上的单个保护涂覆层(84)。
6. 根据权利要求5所迷的系统，其中，所述单个保护涂覆层(84) 形成于整个包层(82)之上。
7. 根据权利要求3、 4、 5或6所述的系统，其中，所述光纤布 拉格光栅(17……27)主要响应于温度变化。
8. 根据权利要求3、 4、 5、 6或7所述的系统，其中，所述光纤 布拉格光栅(17......27)主要响应于预定气体的存在。
9. 才艮据权利要求3到8所述的系统，其中，所述的相应的光纤 布拉格光栅(17…...27 )每者具有不同的周期。
10. 才艮据权利要求4到9中的任何一项所述的系统，其中，所述 光纤光缆(11)沿所述管路(3)延伸，并且被布置为从每一入口延伸 到所述体积(2)内。
11. 根据权利要求10所述的系统，其中，所述光纤光缆(ll)在 每一入口 (6A、 6B)的区域内结成环。
12. 才艮据权利要求1到11中的任何一项所述的系统，其中，所述 入口 (6A、 6B)中的至少一个包括具有形成于其内的烟雾颗粒接收通气孔(8A、 8B)的喷嘴(7A、 7B)。
13. 根据权利要求12所述的系统，其中，所述喷嘴(7A、 7B)包 括具有形成于其内的相应的细长狭缝(104、 106)的第一和第二板(100、 102),将所述板(IOO, 102 )布置为能够在其间发生相对移动，从而 由所述狭缝(104、 106 )形成通气孔(8A、 8B)。
14. 根据权利要求13所述的系统，其中，将所述板(IOO、 102) 安装为能够在其间进行相对旋转。
15. 根据权利要求1到14中的任何一项所述的系统，其包括用于 通过所述管路(3)接收所述流体和其内的任何烟雾颗粒的烟雾探测器(1)。
16. —种用于监视含有流体的体积的火突探测系统，所述系统包 括具有多个入口 (6A、 6B)的管路(3),其用于接收所述流体，并且 用于将所接收的流体和其内的任何烟雾颗粒引导至烟雾探测器(1 ); 所述火灾探测系统的特征在于与每一所述入口 (6A、 6B)相关的至少 一个光纤布拉格光栅(17 ...... 27 ),其用于在所述光纤布拉格光栅(17……27)膨胀或收缩时产生信号。
17. 根据权利要求16所述的系统，其包括用于从所述光纤布拉格 光栅接收信号，并且为发生膨胀或收缩的任何光纤布拉格光栅的位置 和/或标识提供指示的探测器(53)。
18. 根据权利要求16或17所述的系统，其中，所述光纤布拉格 光栅U7……27)形成于单根光纤光缆(11)内。
19. 根据权利要求18所述的系统，其中，所述光纤光缆(ll)包 括中央芯(80)和用于提供预期的光学特性的包层(82),以及至少处 于所述包层(82)的主要部分上的单个保护涂覆层(84)。
20. 根据权利要求19所述的系统，其中，所述单个保护涂覆层(84 ) 形成于整个包层(82)之上。
21. 才艮据权利要求16到20中的任何一项所述的系统，其中，所 述光纤布拉格光栅(17......27)主要响应于温度变化。
22. 才艮据片又利要求16到21中的<壬4可一项所述的系统，其中，所 述光纤布拉格光栅(17......27)主要响应于预定气体的存在。
23. 根据权利要求16到22中的任何一项所述的系统，所述的相 应的光纤布拉格光栅(17......27 )每者具有不同的周期。
24. 根据权利要求18到23中的任何一项所述的系统，其中，所 述光纤光缆(11 )沿所述管路(3)延伸，并且被布置为从每一入口 ( 6A、 6B)延伸到所述体积(2)内。
25. 根据权利要求24所述的系统，其中，所述光纤光缆(ll)在 每一入口 (6A、 6B)的区域内结成环。
26. 根据权利要求16到25中的任何一项所述的系统，其中，所 述入口 (6A、 6B)中的至少一个包括具有形成于其内的烟雾颗粒接收 通气孔(8A、 8B)的喷嘴(7A、 7B)。
27. 根据权利要求28所述的系统，其中，所述喷嘴包括具有形成 于其内的相应的细长狭缝(104、 106 )的第一和第二板(100、 102), 将所述板(100， 102 )布置为能够在其间发生相对移动，从而由所述 狭缝(104、 106)形成通气孔(8A、 8B)。
28. 根据权利要求27所述的系统，其中，将所述板(100、 102) 安装为能够在其间进行相对旋转。
29. 根据权利要求16到28中的任何一项所述的系统，其包括用 于通过所述管路(3)接收所述流体和其内的任何烟雾颗粒的烟雾探测 器(1)。
30. —种火灾探测方法，其包括利用具有多个入口 (6A、 6B)的 管路(3)监视含有流体的体积(2),所述具有多个入口 (6A、 6B)的 管路(3)用于接收所述流体，并且用于将所接收的流体和其内的任何 烟雾颗粒引导至烟雾探测器(1 );所述火灾探测方法的特征在于，相 应的传感器(10)与每一所述入口 (6A、 6B)相关，从而生成指示所 感测到的所述入口的区域内的任何变化的信号。
31. 根据权利要求30所述的方法，其中，每一传感器(10)感测温度变化。
32. 根据权利要求30或31所述的方法，其中，每一传感器(IO) 感测预定气体的存在。
33. 根据权利要求30、 32或33所述的方法，其中，所述传感器 (10)每者包括至少一个光纤布拉格光栅(17……27)。
34. 根据权利要求30到33中的任何一项所述的方法，其中，所 述的相应的光纤布拉格光栅(17......27)每者具有不同的周期。
35. 根据权利要求30到34中的任何一项所述的方法，其中，所述光纤布拉格光栅(17......27)形成于单根光纤光缆(11)内。
36. 根据权利要求35所述的方法，其中，所述光纤光缆(ll)沿 所述管路(3)延伸，并且^L布置为从每一入口延伸到所述体积(2) 内。
37. 根据权利要求36所述的方法，其中，所述光纤光缆(ll)在 每一入口 (6A、 6B)的区域内结成环。
38. 根据权利要求30到37中的任何一项所述的方法，包括在 所述烟雾探测器探测到烟雾颗粒时，分析由所述传感器(10)产生的 信号，以确定在哪一或哪些入口 (6A、 6B)处感测到了变化，由此提 供对火灾位置的指示。
全文摘要
公开了一种火灾探测系统，其用于监视含有流体(通常为空气)的体积(2)，从而探测烟雾颗粒的存在。用于接收所述流体和其内的任何烟雾颗粒并将所述流体引导至烟雾探测器(1)的管路(3)具有形成于其内的多个入口(6A、6B)。相应的温度传感器(17、19)与每一入口(6A、6B)相关，其用于生成指示所述入口的区域内的温度变化的信号。在实施例中，所述温度传感器包括一个或多个光纤布拉格光栅。所述光纤布拉格光栅优选具有不同的光栅周期。由每一光纤布拉格光栅反射的光返回至所述光纤光缆(11)，并被通过2×1耦合器(51)重新引导至波长探测系统(53)和个人计算机(63)。波长探测系统(53)和个人计算机(63)的结合能够对反射光的图案进行分析，并且能够提供用户界面，由此能够实现对空间和/或温度变化的出现的探测。因而，能够有利地探测到所述变化沿光纤光缆(11)的位置。所述系统对烟雾高度敏感，但是其还能够有利地提供对烟雾来源的位置的指示，因为还能够探测到处于任何烟雾入口处的任何温度变化，而传感器的位置是已知的。
文档编号G08B17/10GK101297333SQ200680040150
公开日2008年10月29日 申请日期2006年7月14日 优先权日2005年9月9日
发明者B·D·鲍威尔 申请人:基德Ip控股有限公司