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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(chǎn)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。

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