礦用分布式光纖測溫系統

　　導語：

　　DTS(Distributed Temperature Sensing)，分布式光纖測溫系統(DTS)也稱為光纖測溫，依據光時域反射(OTDR)原理和喇曼(Raman)散射效應對溫度的敏感從而實現溫度監測。本期轉化果平臺推薦的《礦用分布式光纖測溫系統》，全系統采用光纖作為敏感信息傳感和信號傳輸的載體，具有連續測溫、分布式測溫、實時測溫、抗電磁干擾、本征安全、遠程監控、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。

　　一、系統簡介

　　礦用分布式光纖測溫系統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生位置的光波信息通過感溫光纜傳輸到解調主機，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遺煤易自然發火區域的監測，對采空區自然發火的預測預報起到重要作用，對掌握自然發火預警規律提供有效技術手段，對煤礦采空區災害監測和控制有著重大意義。

　　礦用分布式測溫系統可充分彌補傳統束管系統監測范圍的局限性和實時性，特別是束管系統無法對采空區大范圍接觸式監測，也無法直接有效對采空區火災發生位置進行定位;而分布式光纖測溫系統可以實現實時連續的對采空區空間溫度進行監測，系統對采集的實時大數據進行分析，實現對采空區溫度的定值報警、趨勢報警、溫升報警、區域報警、異常報警等預警功能，能及時發現采空區火災隱患，提高井下作業的安全性。

　　系統組成圖

　　1.技術指標

　　2.系統功能

　　(1)采集功能：具有對采空區內部及工作面兩巷道實現實時、連續、大范圍的環境溫度監測;

　　(2)分析功能：具有對采集的數據進行分析，準確分析出采空區溫度場變化趨勢，判斷是否存在火災隱患，實現對火災預測預警的功能;

　　(3)報警功能：具有對采空區內部溫度的定值報警、趨勢報警、溫升報警、區域報警、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、安裝位置等參數;

　　(5)查詢功能：具有對監測點實時數據、報警數據、異常信息等數據進行統計存儲，存儲的歷史數據、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運行;

　　(7)聯網功能：配置有網絡接口和標準協議，易于礦井自動化平臺、其它子系統連接。

　　(8)信息發布功能：系統監測的數據、曲線、分析結論可以通過網絡WEB發布到各個科室，也可通過短信、郵件等其他介質推送給指定用戶。

　　3.系統特點

　　礦用分布式光纖測溫系統具有測量精度高、抗干擾能力強，可實現長距離實時在線監測，廣泛應用于煤礦采空區火災溫度監測、輸煤皮帶機沿線火災溫度監測及高壓電纜火災溫度監測等領域，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火綜合監控、采空區光纖測溫、洗煤廠光纖測溫;在某礦業公司完成了采空區光纖測溫系統。

　　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，可實現沿光纖幾十公里的連續分布式測量，大大減小了誤報率和漏報率，實現真正意義上的分布式測量。更適合在煤礦采空區、變電所電器柜、電纜溝等火災災害監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;

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

　　◆響應時間快、穩定性好、測量精度高;

　　◆具有工業級標準化通訊協議MODBUS/TCP協議;

　　◆實時在線監測、遠程控制;

　　◆具有自診斷、自修復功能，自動識別感溫光纜異常或斷裂點并修復;

　　◆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境中工作。

　　3.主要技術參數

　　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，最新研發的新一代分布式光纖測溫主機，具有系統穩定、結構緊湊、性價比高等優點;系統采用光纖傳感技術，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測。

　　1.技術特點

　　◆測溫主機采用嵌入式一體化設計，穩定可靠，性價比高;

　　◆可實現消音、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、多參數光纖光柵解調主機

　　1.裝置介紹

　　光纖光柵多參數光纖光柵解調主機是我公司研發的新一代光纖光柵解調儀，適應于各種惡劣環境下的溫度、位移、壓力、應力、應變等參數的測量。主機采用快速可調諧激光技術，用光信號進行測量和傳輸，實現了測量現場的無源檢測。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、強電磁干擾的環境。具有測量準確、安裝方便、穩定可靠等優點。

　　2.技術指標

　　3.技術特點

　　◆能夠實時顯示光譜信號圖;

　　◆能夠實時監測顯示壓力、溫度、液位、應力、應變等參數;

　　◆能夠顯示壓力、溫度、液位、應力、應變等參數的歷史數據及溫、壓差變化趨勢;

　　◆基于定值、趨勢等報警功能。