礦用分布式光纖測溫系統(tǒng)

　　導(dǎo)語：

　　DTS(Distributed Temperature Sensing)，分布式光纖測溫系統(tǒng)(DTS)也稱為光纖測溫，依據(jù)光時(shí)域反射(OTDR)原理和喇曼(Raman)散射效應(yīng)對溫度的敏感從而實(shí)現(xiàn)溫度監(jiān)測。本期轉(zhuǎn)化果平臺推薦的《礦用分布式光纖測溫系統(tǒng)》，全系統(tǒng)采用光纖作為敏感信息傳感和信號傳輸?shù)妮d體，具有連續(xù)測溫、分布式測溫、實(shí)時(shí)測溫、抗電磁干擾、本征安全、遠(yuǎn)程監(jiān)控、高靈敏度、安裝簡便、長壽命等特點(diǎn)，廣泛應(yīng)用于市政綜合管道、隧道、電纜、石油石化、煤礦等行業(yè)。

　　一、系統(tǒng)簡介

　　礦用分布式光纖測溫系統(tǒng)是以礦用鎧裝感溫光纜為測溫載體，將光纖沿線的溫度及溫度所發(fā)生位置的光波信息通過感溫光纜傳輸?shù)浇庹{(diào)主機(jī)，感溫光纜既是傳感元件又是信息載體。其感溫光纜具有無源、本安、長距離傳輸、不受電磁場干擾的特性，特別適合于煤礦采空區(qū)遺煤易自然發(fā)火區(qū)域的監(jiān)測，對采空區(qū)自然發(fā)火的預(yù)測預(yù)報(bào)起到重要作用，對掌握自然發(fā)火預(yù)警規(guī)律提供有效技術(shù)手段，對煤礦采空區(qū)災(zāi)害監(jiān)測和控制有著重大意義。

　　礦用分布式測溫系統(tǒng)可充分彌補(bǔ)傳統(tǒng)束管系統(tǒng)監(jiān)測范圍的局限性和實(shí)時(shí)性，特別是束管系統(tǒng)無法對采空區(qū)大范圍接觸式監(jiān)測，也無法直接有效對采空區(qū)火災(zāi)發(fā)生位置進(jìn)行定位;而分布式光纖測溫系統(tǒng)可以實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)連續(xù)的對采空區(qū)空間溫度進(jìn)行監(jiān)測，系統(tǒng)對采集的實(shí)時(shí)大數(shù)據(jù)進(jìn)行分析，實(shí)現(xiàn)對采空區(qū)溫度的定值報(bào)警、趨勢報(bào)警、溫升報(bào)警、區(qū)域報(bào)警、異常報(bào)警等預(yù)警功能，能及時(shí)發(fā)現(xiàn)采空區(qū)火災(zāi)隱患，提高井下作業(yè)的安全性。

　　系統(tǒng)組成圖

　　1.技術(shù)指標(biāo)

　　2.系統(tǒng)功能

　　(1)采集功能：具有對采空區(qū)內(nèi)部及工作面兩巷道實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)、連續(xù)、大范圍的環(huán)境溫度監(jiān)測;

　　(2)分析功能：具有對采集的數(shù)據(jù)進(jìn)行分析，準(zhǔn)確分析出采空區(qū)溫度場變化趨勢，判斷是否存在火災(zāi)隱患，實(shí)現(xiàn)對火災(zāi)預(yù)測預(yù)警的功能;

　　(3)報(bào)警功能：具有對采空區(qū)內(nèi)部溫度的定值報(bào)警、趨勢報(bào)警、溫升報(bào)警、區(qū)域報(bào)警、異常等報(bào)警功能;

　　(4)人機(jī)交互功能：測溫主機(jī)配置有7寸彩色液晶顯示屏，在井下就可查詢到各測點(diǎn)實(shí)時(shí)溫度、報(bào)警狀態(tài)、安裝位置等參數(shù);

　　(5)查詢功能：具有對監(jiān)測點(diǎn)實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)、報(bào)警數(shù)據(jù)、異常信息等數(shù)據(jù)進(jìn)行統(tǒng)計(jì)存儲，存儲的歷史數(shù)據(jù)、異常報(bào)警記錄可通過人機(jī)界面進(jìn)行查詢功能;

　　(6)自診斷功能：具有對設(shè)備狀態(tài)是否正常診斷、對感溫光纜是否斷裂診斷，并且對診斷出斷裂位置進(jìn)行提示，光纜斷裂不影響系統(tǒng)運(yùn)行;

　　(7)聯(lián)網(wǎng)功能：配置有網(wǎng)絡(luò)接口和標(biāo)準(zhǔn)協(xié)議，易于礦井自動化平臺、其它子系統(tǒng)連接。

　　(8)信息發(fā)布功能：系統(tǒng)監(jiān)測的數(shù)據(jù)、曲線、分析結(jié)論可以通過網(wǎng)絡(luò)WEB發(fā)布到各個科室，也可通過短信、郵件等其他介質(zhì)推送給指定用戶。

　　3.系統(tǒng)特點(diǎn)

　　礦用分布式光纖測溫系統(tǒng)具有測量精度高、抗干擾能力強(qiáng)，可實(shí)現(xiàn)長距離實(shí)時(shí)在線監(jiān)測，廣泛應(yīng)用于煤礦采空區(qū)火災(zāi)溫度監(jiān)測、輸煤皮帶機(jī)沿線火災(zāi)溫度監(jiān)測及高壓電纜火災(zāi)溫度監(jiān)測等領(lǐng)域，具有感知火情、定位火點(diǎn)的功能。

　　4.實(shí)施案例

　　某集團(tuán)分別進(jìn)行了自然發(fā)火綜合監(jiān)控、采空區(qū)光纖測溫、洗煤廠光纖測溫;在某礦業(yè)公司完成了采空區(qū)光纖測溫系統(tǒng)。

　　二、礦用隔爆兼本安型分布式光纖測溫主機(jī)

　　1.裝置簡介

　　礦用隔爆兼本安型分布式光纖測溫主機(jī)是一種高精度、高穩(wěn)定的空間分布式測溫裝置。該主機(jī)利用光纖感測信號和傳輸信號，采用先進(jìn)的光時(shí)域反射(OTDR)技術(shù)和拉曼(Raman)散射光對溫度敏感的特性，探測出沿著光纖不同位置的溫度的變化，可實(shí)現(xiàn)沿光纖幾十公里的連續(xù)分布式測量，大大減小了誤報(bào)率和漏報(bào)率，實(shí)現(xiàn)真正意義上的分布式測量。更適合在煤礦采空區(qū)、變電所電器柜、電纜溝等火災(zāi)災(zāi)害監(jiān)測領(lǐng)域的應(yīng)用及推廣。

　　2.產(chǎn)品特點(diǎn)

　　◆人性化的設(shè)計(jì)，主機(jī)采用高端大氣液晶屏顯示;

　　◆主機(jī)實(shí)現(xiàn)真正意義的分布式、連續(xù)、長距離溫度監(jiān)測，敷設(shè)感溫光纜既傳信號又感知溫度;

　　◆響應(yīng)時(shí)間快、穩(wěn)定性好、測量精度高;

　　◆具有工業(yè)級標(biāo)準(zhǔn)化通訊協(xié)議MODBUS/TCP協(xié)議;

　　◆實(shí)時(shí)在線監(jiān)測、遠(yuǎn)程控制;

　　◆具有自診斷、自修復(fù)功能，自動識別感溫光纜異?；驍嗔腰c(diǎn)并修復(fù);

　　◆支持趨勢報(bào)警、定值報(bào)警、異常報(bào)警、差溫報(bào)警等多種報(bào)警方式;

　　◆能在強(qiáng)磁場和氣體惡劣環(huán)境中工作。

　　3.主要技術(shù)參數(shù)

　　三、分布式測溫主機(jī)

　　分布式測溫主機(jī)是我公司基于光電子技術(shù)、小信號處理技術(shù)、高速信號采集處理技術(shù)，最新研發(fā)的新一代分布式光纖測溫主機(jī)，具有系統(tǒng)穩(wěn)定、結(jié)構(gòu)緊湊、性價(jià)比高等優(yōu)點(diǎn);系統(tǒng)采用光纖傳感技術(shù)，不受電磁干擾，本質(zhì)安全、使用壽命長，廣泛應(yīng)用于電力電纜、洗煤廠皮帶等的溫度監(jiān)測。

　　1.技術(shù)特點(diǎn)

　　◆測溫主機(jī)采用嵌入式一體化設(shè)計(jì)，穩(wěn)定可靠，性價(jià)比高;

　　◆可實(shí)現(xiàn)消音、自檢、復(fù)位、報(bào)警查詢等功能指示;

　　◆超低功耗，主機(jī)功耗小于15W，無風(fēng)扇設(shè)計(jì);

　　◆支持預(yù)警、差溫、定溫等多種溫度報(bào)警方式;

　　◆可任意設(shè)置報(bào)警分區(qū)和報(bào)警溫度;

　　◆具有GPRS短信報(bào)警功能，無需人工值守。

　　2.技術(shù)指標(biāo)

　　四、多參數(shù)光纖光柵解調(diào)主機(jī)

　　1.裝置介紹

　　光纖光柵多參數(shù)光纖光柵解調(diào)主機(jī)是我公司研發(fā)的新一代光纖光柵解調(diào)儀，適應(yīng)于各種惡劣環(huán)境下的溫度、位移、壓力、應(yīng)力、應(yīng)變等參數(shù)的測量。主機(jī)采用快速可調(diào)諧激光技術(shù)，用光信號進(jìn)行測量和傳輸，實(shí)現(xiàn)了測量現(xiàn)場的無源檢測。輸出光功率低于10mw，光纖傳感器不帶電，封裝滿足阻燃抗靜電，本質(zhì)安全。特別適用于非煤礦山、石油化工、高壓電力、危險(xiǎn)品倉庫等易燃、易爆、強(qiáng)電磁干擾的環(huán)境。具有測量準(zhǔn)確、安裝方便、穩(wěn)定可靠等優(yōu)點(diǎn)。

　　2.技術(shù)指標(biāo)

　　3.技術(shù)特點(diǎn)

　　◆能夠?qū)崟r(shí)顯示光譜信號圖;

　　◆能夠?qū)崟r(shí)監(jiān)測顯示壓力、溫度、液位、應(yīng)力、應(yīng)變等參數(shù);

　　◆能夠顯示壓力、溫度、液位、應(yīng)力、應(yīng)變等參數(shù)的歷史數(shù)據(jù)及溫、壓差變化趨勢;

　　◆基于定值、趨勢等報(bào)警功能。