1. Fiber Optik (FO) DTS (Distributed Temperature Sensing Systems) Nedir?
Bu sistemler genellikle Raman Saçılımı prensibine göre çalışır. Işık çarptığı yüzeylerden saçılırken sıcaklıkla bağlantılı olarak kayma ve değişimler gerçekleşir. DTS cihazları bu değişimleri fiber kablosu uzunluğu boyunca ölçerek hassas bir sıcaklık ölçümü sağlar. Bu sistemlerin eşsiz özelliği, sıcaklık profilini önceden belirlenmesi gereken ayrı algılama noktalarını değil, fiber kablosunun uzunluğu boyunca sürekli veya dağıtılmış olarak göstermesidir. Yüksek hassasiyet ve doğruluk, düşük arıza oranları, düşük bakım gereksinimleri, elektromanyetik alandan etkilenmemesi, zorlu ve patlayıcı koşullar altında güvenirliğinin yüksek olması; bu sistemleri çok avantajlı bir noktaya çıkarmaktadır.
2. Fiber Optik (FO) DTS Sistemlerinin Tünellerde Uygulanması
Tünellerde meydana gelen gerçek yangınlar ve saha testleri, yanıcı malzemelerin oluşturduğu ısı artışının, standart bina yangınlarına göre çok daha hızlı gerçekleştiğini göstermektedir. Bu nedenle tünel ortamlarında erken algılama sağlayan bir sistem kullanmak, oluşabilecek zararların en aza indirilmesi açısından kritik öneme sahiptir. Yangının başlangıç aşamasında yapılacak hızlı müdahale, alevlerin belirli bir alanda kontrol altına alınmasına yardımcı olur. Aksi durumda yangının yayılması hem yapısal unsurlara ciddi hasar verebilir hem de insan güvenliğini ciddi biçimde tehlikeye sokar.
Fiber optik doğrusal ısı algılama (LHD) sistemlerinin iki temel avantajı, akıllı alarm işlevine ve ölçümlerin dağıtılmış yapısına dayanmaktadır. DTS tabanlı fiber optik LHD sistemlerinde üç farklı alarm türü yapılandırılabilir: Mutlak Sıcaklık Alarmı, Isı Artış Alarmı, Sıcaklık Sapması
DTS/LHD sistemler, kablo boyunca yaklaşık her 0,5 metrede bir sürekli sıcaklık ölçerek noktasal dedektörlerde oluşan algılama boşluklarını ortadan kaldırır ve yangının radyasyon ısısını kesintisiz algılayıp konumunu doğru şekilde belirleyebilir. Sağda yer alan diyagram, tünel içerisindeki yangınlarda ortaya çıkan sıcaklık dağılımını göstermektedir. Sistemin tünel boyunca sürekli ölçüm yapabilen yapısı ve akıllı alarm işleme yetenekleri sayesinde, yangın çok erken aşamada tespit edilebilir. Ayrıca sistem, 10 m/s’ye ulaşan yüksek hava akımlarının bulunduğu koşullarda dahi yangının konumunu doğru biçimde belirleyebilmektedir.
1. Planlama (Tünel analizi, Standartların incelenmesi)
• Tünelin toplam uzunluğu, eğimleri ve virajları gibi geometrik özellikler ile olası yangın riskleri (araç yangınları, elektrik arkları, yanıcı yük taşınması vb.) ve çevresel koşulların (sıcaklık, nem, toz, kimyasal buharlar, mekanik darbe riski) birlikte değerlendirilerek kapsamlı bir ön inceleme yapılır.
• Ayrıca şu standartları inceleyerek uygunluk açısından uyum sağlamak gerekecektir: o EN 54-22: Bu, kullanacağınız DTS sisteminin temel standardıdır. Sistemi bu standarda uygun olarak seçin ve kurgulayın. o NFPA 502: Karayolu Tünelleri, Köprüleri ve Diğer Sınırlı Erişimli Otoyollar için Standart. o EN 45545-2: Demiryolu araçlarının yangın güvenliği standardı (demiryolu tünelleri için)
2. Kablo Seçimi ve Yerleşim
FO-LHD sistemi için sertifikalı kablo kullanılmalıdır(EN 54-22, UL 521/FM3210, ULC-S530). Yedeklilik için genellikle iki çok modlu fiber gerekir; özel uygulamalarda poliamid kaplamalı saf silika fiber tercih edilebilir. Kablo türünü ortama göre seçilmeli: dielektrik kablolar hafif ve ucuz, zırhlı kablolar darbe, kemirgen veya yüksek kimyasal riskli yerler için uygundur. Çapı 2–5 mm olmalı, dış kılıf FRNC veya LSZH malzemeden olmalıdır. Metre işaretlemeli kablolar alarm konfigürasyonu için avantaj sağlar. Genelde kullanılan kablo özellikleri: 62,5/125µm aleve dayanıklı ve Halojensiz izolasyonlu fiber kablo ve Dış Kılıfı HDPE LSZH – 3,2mm, 1,8mm Çelik tüp içinde korumalı olmalıdır. IEC 60332–3C direktifine uygun olmalıdır. Elektromanyetik alanlar, nem, hava akımı, basınç değişimleri, toz ve duman gibi çevresel etkenlerin yanı sıra kirlenme ve titreşimlere karşı dayanım göstermelidir. IP67 Sınıfında olmalıdır. EN54-22 yangın onay sertifikasına sahip olmalıdır.
FO-LHD kabloları ısıya duyarlıdır; hızlı tepki için hava sirkülasyonu sağlanmalı ve ısı emicilerle temas azaltılmalıdır. Asgari koruma, sensör kablonun tavan orta bölgesine (25–150 mm alçakta) ve 1,5 m aralıklarla sabitlenmesiyle sağlanır. Bu uygulama “alan koruması” olarak adlandırılır. Riskli ekipman altına yakın konumlandırın ve yedeklilik için “Class A” döngü kurulumu yapılmalıdır. Fiber optik sensör kablosunun montajı sırasında kabloya ait teknik sınırların aşılmaması için kurulumun özenle yapılması büyük önem taşır. Tünelin toplam uzunluğu ve geometrik özellikleri değerlendirilerek, sistemin bir ya da iki kabloyla kurulması gerekebilir. Tasarım yapılırken kablolar arası mesafe ısı dedektörü algılama yarıçapları baz alınarak yapılabilir.
3. Fiber Optik (FO) DTS Cihazının Seçilmesi ve Kontrol Odası Entegrasyonu
Bandweaver FireLaser DTS Ünitesi, doğrudan bağlı bulunduğu fiber optik sensör kablosu üzerinden tünel içindeki herhangi bir noktadaki sıcaklık değişimini algılayabilen merkezi bir algılama birimidir. Fiber optik sensör kablosu; tünelin tavanı, alt boşlukları, elektrik odaları ve benzeri bölgelere kesintisiz şekilde döşenebilir. Bu kablo, yazılım aracılığıyla FireLaser DTS Ünitesinin ölçüm uzunluğuna göre birden fazla algılama bölgesine ayrılır ve her bölge için ayrı alarm parametreleri tanımlanabilir. Böylece sistem, işletmenin ihtiyaçlarına ve çalışma koşullarına uyum sağlayan oldukça esnek bir yapı sunar.Öncelikle sisteme uygun cihaz seçebilmemiz için şu kriterlere de bakmalıyız:
• Cihazın, yangın algılama amaçlı kullanılacağı için EN 54-22 standardına uygun olması gerekir.
• EC/EN 60825-1 lazer güvenlik standardına uymalıdır(Laser üretecin gücü 24VDC’de 25mW’dan daha düşük olmalıdır.Genelde DTS üreticileri tarafından tercih edilen:Class 1 / 1M →Yani İnsan gözü için güvenli).
• Kablo uzunluğu & sinyal zayıflaması üreticinin beyan ettiği “maksimum sensör uzunluğu veya kayıp limitleri” aşmamalıdır (Uzun fiberlerde zayıflama sinyal doğruluğunu bozabileceğinden, EN 54-22 bu sınırı dikkate alır.).
• “Sınıf A” kurulumu destekliyor mu? İhtiyacım olan kanal sayısına sahip mi? Projemin fiziksel uzunluğunu ve gereken hassasiyeti karşılıyor mu? Sıcaklık Artış Hızı ve Sapma alarmlarını destekliyor mu? Yangın alarm panelim ve diğer sistemlerle iletişim kurabilecek mi? 
Dağıtılmış sıcaklık ölçüm (DTS) sistemleri, genellikle sıcaklığı 1 m hassasiyetle konumlandırabilir (buna uzaysal çözünürlük denir) ve ±1°C doğruluk ile ölçüm yapabilir; ayrıca sıcaklık çözünürlüğü 0,01°C’ye kadar inebilir. Ancak, ölçüm çözünürlüğü, ölçüm menzili ve veri toplama süresi arasında ters bir ilişki vardır; yani menzil arttıkça sıcaklık çözünürlüğü azalır, belirli bir ölçüm için veri toplama süresi uzatıldıkça çözünürlük iyileşir.
3. Zonlama Stratejisi ve Haberleşme Topolojisi
Zonlamada sistem ihtiyaca göre belirlenmelidir. Genellikle 1 metrede 1 °C hassiyetle çalışan cihaz için için 10000 metrelik bir kablo mesafesinde 10000 adet algılama noktası mevcuttur. Zone sayısı 10km lik bir kablo mesafesinde ihtiyaç sayısına göre belirlenir
FireLaser LHD sistemi, akıllı bölgelerle özelleştirilmiş alarm yapılandırması sunar. Her bölge kendi parametrelerine sahip olabilir ve sistemin diğer bileşenleriyle entegre çalışabilir. Acil çıkışlar, tünel sonları veya yangın söndürme bölgeleri gibi farklı alanlar için farklı tepkiler ayarlanabilir. Sistem, olayların kesin konum ve sıcaklık verilerini sağlar; yanıtlar röleler veya Modbus gibi protokoller aracılığıyla tetiklenebilir.
4. Sistem Yedekliliği
Müşteri gerekliliklerine göre, değişik seviyelerde yedeklilik zorunlu olabilir. Yine de temel olarak iki tür yedeklilik bulunmaktadır:
• Kablo Yedekliliği: Sensör kablosunda bir kopma meydana gelse bile sistem çalışmasını sürdürür; yalnızca kablodaki kesintiye ilişkin bir arıza uyarısı oluşturur.
• Kontrol Ünitesi Yedekliliği: Kontrol ünitelerinden birinin devre dışı kalması halinde, sistem kalan kontrol ünitesi üzerinden operasyonuna devam eder.
5. Sistem Testi
5.1. Görsel Kontrol:
Kablo hasarı, eğilme yarıçapı, mesafe ve bağlantılar kontrol edilir.
5.2. OTDR Testi:
Tüm kablo boyunca konnektör, splice ve fiber kayıplarını ve son yansıma değerini ölçülür. Burada cihazın özelliklerinde belirtilen EN-54 uygunluk sertifikasındaki değerleri ile kıyaslanır .Bu değerlerin bu test sonucundan sağlanması beklenir. Örneğin yandaki tablo bir DTS cihazının parametreleridir. Buna göre:
• Tüm konnektör kayıpları , Tüm splice(Fiber optik ekler), Fiber kaybı ve Fiber yansıması gibi değerler cihaz parametrelerinden bakılarak kontrol edilir.
• (Konnektör Kayıpları Toplamı) + (Splice Kayıpları Toplamı) + (Fiber Uzunluğu (km) x Fiber Zayıflaması (dB/km)) ≤ Max Loss olması gerekir. Buradaki parametre değerleri ürün belgelerinden elde edilebilir. Toplam kayıp hesaplanır ve ve belirtilen maksimum kayıp değerinden küçük ise sistem uygun olur.
5.3. Sıcaklık Kalibrasyonu:
• Offset ve zayıflama oranı kalibrasyonu yapılır.
• Sıcaklık hatası < X°C olmalıdır. X=Üreticinin belirttiği sıcaklık değeri.
5.4. Alarm Testi:
• Test zone’unda ısıtıcı ile sıcaklık artışı simüle edilir. Alarm ve röle çıkışları doğrulanır.
5.5. FACP Entegrasyonu:
Alarm, hata ve reset giriş/çıkışları test edilir.
5.6. Web Arayüzü Kontrolü:
Zone’lar, alarm kriterleri ve ölçüm verileri doğrulanır.
6. Sonuç ve Değerlendirme
Fiber Optik (FO) DTS ile tünelde yapılacak yangın algılama sistemlerinde:
• Önce proje ve gereksinimler analiz edilir, tünel uzunluğu, risk bölgeleri ve entegrasyon gereksinimleri belirlenir.
• Ardından uygun Fiber Optik (FO) DTS sistemi ve sertifikalı cihazlar seçilir. Algılama kablosunun tipi, uzunluğu ve konumu tasarlanır.
• Tünel zonlara bölünür ve her zone için alarm parametreleri atanır.
• Sistem montajı ve kablo sabitlemesi yapılır.
• Kontrol üniteleri kurulup arayüz konfigürasyonu tamamlanır.
• SCADA ve yangın alarm paneli entegrasyonu gerçekleştirilir.
• Tüm sistem test edilip devreye alınır.