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光纖線性熱探測(Fiber Optic Linear Heat Detection)
線性熱探測 (LHD) 系統旨在監測和檢測感測器電纜沿線的溫度變化。光纖 LHD使用標準光纖感測器電纜，通常長度可達數公里，這些電纜用作線性溫度感測器。這些系統真正實現了分佈式，即對電纜上任何一點的熱量響應都相同。因此，可以沿著感測器電纜的整個長度獲得連續的溫度分佈。
光纖線性熱探測 (LHD) 系統可監控和偵測感測器電纜沿線的溫度變化，通常長度可達數公里。該系統使用經過認證的光纖 LHD 電纜作為連續溫度感測器，能夠對電纜上任何一點的熱量做出響應，從而以極高的精度檢測熱點和火災。例如，在 10 公里的長度上，該系統每 5 秒可以測量 10,000 個溫度點，從而快速偵測並精確提供有關火災位置、大小和蔓延的資訊。
光纖 LHD 透過對大範圍區域進行持續、嚴密的溫度監測，增強了各種關鍵基礎設施的消防安全，包括交通和公用設施隧道、停車場、傳送帶、電纜橋架、太陽能發電廠和電池儲能係統。
線性熱探測的工作原理
光纖線性熱探測系統主要由詢問器單元和感測器元件（即光纖感測器電纜本身）組成。透過利用感測器電纜中的單一光纖，線性熱探測系統能夠即時測量並監測整條電纜長度上每個點的溫度變化。它可以偵測熱點和火災，觸發火災警報或滅火系統，並提供火災位置、大小、溫度以及蔓延範圍（數公里）的精確資訊。
利用拉曼反射法增強溫度控制
LHD測量原理基於拉曼效應。 LHD解調器發射的雷射脈衝沿著單根光纖傳播。光與玻璃分子相互作用後被散射回發射端，並將溫度資訊沿著感測器路徑傳遞。
溫度讀數的位置由返迴光脈衝的到達時間（飛行時間）決定，類似於雷達回波分析。只需一條無源光纖電纜，即可對整個設備的溫度進行連續監測。
AP Sensing 的專利碼相關技術 能夠實現出色的系統可靠性，並在遠距離上進行精確測量，同時具有良好的空間解析度和較短的測量時間。
與使用單一光脈衝測量光纖溫度分佈的傳統方法不同，這項技術利用特定的脈衝序列（編碼）向光纖中輸送更多的偵測能量。這顯著增強了返回偵測器的拉曼背向散射訊號，從而顯著提高了信噪比（SNR）。透過對探測器訊號進行數學反捲積，可以恢復完整的空間分辨率，該分辨率由編碼中單一位元的長度決定，而非整個編碼的長度。
線性熱探測的優勢與益處
線性熱偵測技術在火災偵測應用上具有諸多優勢，包括：
擴展覆蓋範圍和持續監控：
單一光纖LHD電纜即可覆蓋長距離，無需多個感測器或多個線性熱探測器，從而提供了一種經濟高效的解決方案，可有效監測大面積區域。此外，光纖LHD系統在整個長度上保持穩定，確保在廣大區域內進行可靠的監測。
高靈敏度和溫度分辨率：
光纖雷射測溫儀（LHD）具有極高的靈敏度和溫度分辨率，因為它能夠測量光纖全長範圍內的溫度變化。與其他熱檢測系統相比，這種感測能力使其能夠提供更準確、更快速的監測解決方案。其他熱檢測系統在檢測細微的溫度變化方面可能存在局限性，導致熱檢測延遲。
在惡劣環境下的多功能性和有效性：
光纖式LHD系統採用光纖電纜作為感測器，不受電磁幹擾的影響。這使得此感測方案適用於各種惡劣環境，包括污垢、灰塵、腐蝕、潮濕、極端溫度和溫度變化、放射性物質和溶劑蒸氣。此外，LHD系統可適應不同的安裝要求，通常與現有的火災警報系統集成，以便立即觸發警報、啟動噴淋系統或向相關人員發送通知。
維護需求低，可靠性高：
光纖式LHD系統本身就極少需要維護。得益於儀器本身的卓越品質，例如AP Sensing的LHD N45系列，其年故障率(AFR)僅為1%，從而確保了極高的可靠性。此外，所使用的光纖電纜為純被動式，經久耐用，使用壽命長，從而保證了長期可靠的性能。這對於難以到達或無法到達的區域尤其重要，能夠確保長期免維護運作。
智慧警報配置：
在許多火災偵測應用中，可透過設定最大閾值、溫度梯度或平均溫差來實現可靠的保護。根據環境條件和預期的關鍵閾值，可以針對每個探測區域單獨設定和調整這些參數，以最大限度地滿足應用需求。光纖線性熱探測技術支援智慧警報配置，每個感測器通道最多可配置 2000 個區域，這對於大型基礎設施特別有利，因為在這些基礎設施中，感測器電纜通常會穿過溫度條件各異的區域。
系統備援：
線性熱探測系統由感測器電纜和LHD解調器兩部分組成。根據配置的不同，即使感測器電纜斷裂（例如因施工或其他意外或人為幹擾造成的損壞），監測也能持續進行。為了滿足對系統冗餘度的最高要求，感測器電纜和解調器可以採用不同的配置。
線性熱檢測的應用案例
光纖式LHD系統用途廣泛，即使在嚴苛條件下也能提供極高的可靠性。因此，這些系統被廣泛應用於需要精確火災偵測的各種場合。它們在特殊危險區域尤其重要，因為火災可能造成毀滅性後果，危及生命安全，破壞基礎設施，並導致長時間停工。
線性熱探測系統的一些主要應用包括：
- 公路、鐵路和公用設施隧道，以及停車場
- 傳送帶
- 電纜橋架和變壓器
- 儲槽區和煤炭儲存
- 煉油廠、化工廠和發電廠，包括核電廠
- 生產區、倉庫及食品加工設施
- 光伏（PV）裝置，例如太陽能發電廠（新建和屋頂）
- 電池儲能電站
- 船舶
線性熱探測系統比較
與其他火災偵測方法相比，光纖式LHD具有諸多優勢。基於光纖的LHD解決方案能夠快速、精確地偵測火災或熱點，並在幾公尺範圍內定位。除了上述優點外，光纖式LHD與傳統LHD系統（包括類比式、數位式和多點式LHD）相比，還具有以下優點：
| 光纖式LHD | 多點式LHD | 類比式LHD | 數位式LHD | |
|---|---|---|---|---|
| 輕巧線纜，安裝簡便 | ✔ | ✖ | ✔ | ✔ |
| 同時檢測多個事件 | ✔ | ✔ | ✖ | ✖ |
| 可重設檢測器 | ✔ | ✔ | ✔ | ✖ |
| 靈活的警報參數 | ✔ | ✔ | ✔ | ✖ |
| 靈活分區 | ✔ | ✔ | ✖ | ✖ |
| 無間隙溫度測量 | ✔ | ✖ | ✖ | ✖ |
重點總結
線性熱探測系統代表了消防安全技術的一項重大進步。這些系統能夠沿著感測器電纜的整個長度進行連續熱探測，其精度和可靠性遠超傳統火災偵測方法。它們能夠抵抗惡劣環境和電磁幹擾，因此適用於各種應用情境。此外，透過定期測試和維護，這些系統可以提供多年的可靠服務。
消防安全至關重要，必須高度重視。隨著技術的進步，諸如線性熱探測系統之類的工具能夠顯著提升消防安全保障。這些系統代表消防技術向前邁出的重要一步，並為消防事業做出了寶貴貢獻。
DTS_LHD (線性熱探測系列)
AP Sensing 的第三代線性熱探測系列 (LHD) 系統效能卓越，每個通道的認證距離範圍高達 16 公里，並有 4 個通道，確保最佳的火災偵測和溫度監控。
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