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—— 第二部分 国家自然科学基金项目成果巡礼 ——

  我国科学家发明光纤光栅感温火灾报警技术与系统在易燃易爆、长距离传输、强电磁干扰等环境恶劣场所,公安消防对火灾监控报警技术有特殊要求,传统感温电缆等火灾报警方法采用电感应原理,难以满足实际需求。光纤传感技术无电传输,本质安全,得到人们高度重视,国外发明的采用时分复用技术传感的拉曼光纤火灾报警系统,20多年来一直垄断国内市场。但由于反应速度与探测精度相互制约等缺点,难以在国内石化等行业大面积推广。而在这些特殊行业,我国防火规范明确要求采用火灾自动报警系统,研究一种本质安全的火灾探测系统迫在眉睫。

  武汉理工大学光纤传感技术国家工程实验室姜德生课题组,在科学基金重点项目“光纤传感敏感材料与光纤微加工技术研究”资助下,首创了基于波分复用技术的光纤光栅感温火灾报警技术,通过基础研究与关键技术突破,解决了光纤光栅波分传感技术难以大容量多点探测的难题,实现了探头复用数从20-30个增加到400个以上的飞跃;克服了光纤材料微加工的关键技术难题,发明了旋转滤波波长解调核心器件。同时通过研究组提出的光纤光栅多路并行、同步分析技术,实现了火灾探测所需的高速探测与解调;将原有光纤光栅多点波分复用技术转变为多区波分复用技术,解决了隧道、地下设施等长距离、大规模工程火灾监控报警问题,在国际上首次实现20公里无中继的火灾报警。这些创新成果依托力学、材料、工程以及信息等诸多学科的基础理论,采用前沿基础技术,解决了多项工程难题,促进了相关交叉学科的融合与发展。姜德生课题组还将此创新成果集成为新一代火灾报警技术系统产品,跨越式提升了公安消防火灾报警技术水平,解决了众多特殊行业(如石化、储备油库、隧道、电力等)、重大工程与设施等场所火灾报警长期存在的多种技术难题。

  姜德生课题组在上述研究基础上,成功研发出系列拥有自主知识产权的相关技术产品,多次在我国重大工程火灾监测国际招标中以技术优势战胜国外著名公司光纤产品,并获得国家技术发明奖二等奖。目前该技术产品已经在全国绝大部分石化油库、3000多公里公路隧道(群)以及过江隧道、海底隧道等工程中成功应用,并对油库和隧道的多起重大火灾隐患成功及时报警,避免了人民生命财产的巨大损失,得到工程界和消防部门的高度评价。

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