礦用分布式光纖測溫系統(tǒng)

　　導語：

　　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)光時域反射(OTDR)原理和喇曼(Raman)散射效應對溫度的敏感從而實現(xiàn)溫度監(jiān)測。本期轉化果平臺推薦的《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、實時測溫、抗電磁干擾、本征安全、遠程監(jiān)控、高靈敏度、安裝簡便、長壽命等特點，廣泛應用于市政綜合管道、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{主機，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)火的預測預報起到重要作用，對掌握自然發(fā)火預警規(guī)律提供有效技術手段，對煤礦采空區(qū)災害監(jiān)測和控制有著重大意義。

　　礦用分布式測溫系統(tǒng)可充分彌補傳統(tǒng)束管系統(tǒng)監(jiān)測范圍的局限性和實時性，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)火災發(fā)生位置進行定位;而分布式光纖測溫系統(tǒng)可以實現(xiàn)實時連續(xù)的對采空區(qū)空間溫度進行監(jiān)測，系統(tǒng)對采集的實時大數(shù)據(jù)進行分析，實現(xiàn)對采空區(qū)溫度的定值報警、趨勢報警、溫升報警、區(qū)域報警、異常報警等預警功能，能及時發(fā)現(xiàn)采空區(qū)火災隱患，提高井下作業(yè)的安全性。

　　系統(tǒng)組成圖

　　1.技術指標

　　2.系統(tǒng)功能

　　(1)采集功能：具有對采空區(qū)內部及工作面兩巷道實現(xiàn)實時、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)進行分析，準確分析出采空區(qū)溫度場變化趨勢，判斷是否存在火災隱患，實現(xiàn)對火災預測預警的功能;

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

　　(4)人機交互功能：測溫主機配置有7寸彩色液晶顯示屏，在井下就可查詢到各測點實時溫度、報警狀態(tài)、安裝位置等參數(shù);

　　(5)查詢功能：具有對監(jiān)測點實時數(shù)據(jù)、報警數(shù)據(jù)、異常信息等數(shù)據(jù)進行統(tǒng)計存儲，存儲的歷史數(shù)據(jù)、異常報警記錄可通過人機界面進行查詢功能;

　　(6)自診斷功能：具有對設備狀態(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行提示，光纜斷裂不影響系統(tǒng)運行;

　　(7)聯(lián)網(wǎng)功能：配置有網(wǎng)絡接口和標準協(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、分析結論可以通過網(wǎng)絡WEB發(fā)布到各個科室，也可通過短信、郵件等其他介質推送給指定用戶。

　　3.系統(tǒng)特點

　　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，可實現(xiàn)長距離實時在線監(jiān)測，廣泛應用于煤礦采空區(qū)火災溫度監(jiān)測、輸煤皮帶機沿線火災溫度監(jiān)測及高壓電纜火災溫度監(jiān)測等領域，具有感知火情、定位火點的功能。

　　4.實施案例

　　某集團分別進行了自然發(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

　　1.裝置簡介

　　礦用隔爆兼本安型分布式光纖測溫主機是一種高精度、高穩(wěn)定的空間分布式測溫裝置。該主機利用光纖感測信號和傳輸信號，采用先進的光時域反射(OTDR)技術和拉曼(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，大大減小了誤報率和漏報率，實現(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、電纜溝等火災災害監(jiān)測領域的應用及推廣。

　　2.產品特點

　　◆人性化的設計，主機采用高端大氣液晶屏顯示;

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

　　◆響應時間快、穩(wěn)定性好、測量精度高;

　　◆具有工業(yè)級標準化通訊協(xié)議MODBUS/TCP協(xié)議;

　　◆實時在線監(jiān)測、遠程控制;

　　◆具有自診斷、自修復功能，自動識別感溫光纜異?；驍嗔腰c并修復;

　　◆支持趨勢報警、定值報警、異常報警、差溫報警等多種報警方式;

　　◆能在強磁場和氣體惡劣環(huán)境中工作。

　　3.主要技術參數(shù)

　　三、分布式測溫主機

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

　　1.技術特點

　　◆測溫主機采用嵌入式一體化設計，穩(wěn)定可靠，性價比高;

　　◆可實現(xiàn)消音、自檢、復位、報警查詢等功能指示;

　　◆超低功耗，主機功耗小于15W，無風扇設計;

　　◆支持預警、差溫、定溫等多種溫度報警方式;

　　◆可任意設置報警分區(qū)和報警溫度;

　　◆具有GPRS短信報警功能，無需人工值守。

　　2.技術指標

　　四、多參數(shù)光纖光柵解調主機

　　1.裝置介紹

　　光纖光柵多參數(shù)光纖光柵解調主機是我公司研發(fā)的新一代光纖光柵解調儀，適應于各種惡劣環(huán)境下的溫度、位移、壓力、應力、應變等參數(shù)的測量。主機采用快速可調諧激光技術，用光信號進行測量和傳輸，實現(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，本質安全。特別適用于非煤礦山、石油化工、高壓電力、危險品倉庫等易燃、易爆、強電磁干擾的環(huán)境。具有測量準確、安裝方便、穩(wěn)定可靠等優(yōu)點。

　　2.技術指標

　　3.技術特點

　　◆能夠實時顯示光譜信號圖;

　　◆能夠實時監(jiān)測顯示壓力、溫度、液位、應力、應變等參數(shù);

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

　　◆基于定值、趨勢等報警功能。