[实用新型]煤矿井内隔爆型光纤测温防火预警装置

说明书

技术领域

本实用新型涉及一种煤矿井下测温防火装置的改进，具体地说是一种利用光纤分布式传感器实现在线实时预报现场温度及其变化趋势、特别适合恶劣环境测温的煤矿井内隔爆型光纤测温防火预警装置。

背景技术

火灾是煤炭安全生产中的五大灾害之一，特别是煤炭自燃火灾可占三分之一。自燃火灾主要发生在采空区、冒顶处和压酥的煤柱中。采空区中，尤其采用回采率低的采煤方法时，采空区中遗留的煤炭较多，最容易引起煤的自燃，可占全矿井自燃火灾总数的80%。矿井火灾应以“预防为主”。因此采用先进的技术手段对矿用井下的火灾隐患进行及时准确的预警具有十分重要的意义。预防的主要方法就是对易发生自燃火灾的位置通过及时的温度检测，并对矿井火灾进行预测预报，以提出防御措施。目前所使用的温度检测仪器，主要是红外测温仪和热敏电阻式、电偶、半导体测温仪表。这些温度检测仪器的不足在于：一是大型的红外预警设备复杂，维护不方便；小型的手持式红外预警设备测量精度差，不能延伸到工作面，只能测定表面温度，对压酥煤面内部温度无法测定，存在死区；二是热敏电阻式、电偶、半导体测温仪表，由于每个热敏元件都需要独立的接线,布线复杂、易损坏、维护量大；三是不具备自检功能,需要经常校验,因此不适合用于采空区的火灾预警；四是由于都是单点温度测量，所以传输电讯号和接线复杂，且时间滞后。

分布式光纤测温技术是上世纪90年代才出现并商业化的技术，起源于英国南安普顿大学，目前已广泛的推广到电力电网110KV以上高压电缆测温、电厂/水电站/冶金/化工/洗煤厂等工矿企业的电缆沟、电缆桥架、电缆夹层等火灾消防、长距离高速公路隧道/地铁隧道火灾消防、大型油罐火灾消防等行业领域。用于恶劣环境下也有进一步的研究。其原理是：用光作为敏感信息的载体，用光纤作为传递敏感信息的媒质，利用拉曼散射光推度受温度调制的效应和光时域反射原理实现温度的监控，当测温主机中的光源向光纤中注入光脉冲后，拉曼散射光会沿光纤反射回来，反射回的拉曼光的幅度与外界温度的高低有明显的相关性，而某一温度下的位置信息可由反射光的反回时间确定，这样，通过连续采集反射光的幅度，即可测出温度和位置的信息。这种光纤测温技术的优点在于：能够做到长距离、测点连续、本征无源、结构简单、布设方便。但经过检索，目前未见具有电绝缘、安全防爆、专用于煤矿井下易自燃位置的火灾预警的报导。

发明内容

本实用新型的目的在于提供一种不仅能够做到长距离、测点连续、本征无源、结构简单、布设方便、耐高压、抗电磁干扰，而且具有电绝缘、安全防爆、专用于煤矿井下易自燃位置火灾预警的煤矿井内隔爆型光纤测温防火预警装置。

为了达到以上目的，本实用新型所采用的技术方案是：该煤矿井内隔爆型光纤测温防火预警装置，包括光纤测温仪和上位机计算机，其特征在于：所述的光纤测温仪安装在矿用隔爆箱的防爆腔内；在矿用隔爆箱上部的接线腔的底壁上设有光纤穿墙端子，光纤测温仪通过传输线与光纤穿墙端子相连接；在矿用隔爆箱上部的接线腔的侧壁上设有密封的测温光纤穿线喇叭口，测温光纤的一端穿过密封的测温光纤穿线喇叭口与光纤穿墙端子连接，另一端铺设在煤矿井内易自燃位置；光纤测温仪的通讯接口通过通讯线缆穿过矿用隔爆箱上的密封嘴与单独设置的矿用隔爆交换机相连接；上位机计算机安装在井上控制室内，矿用隔爆交换机通过工业以太网将温度检测信息传输给上位机计算机；光纤测温仪的供电接口通过电源线与固定在矿用隔爆箱内的矿用隔爆不间断电源相连接，矿用隔爆不间断电源连接交流电源隔离转换开关；所述的矿用隔爆箱的箱门上设有工业液晶显示屏、报警复位按钮和报警停止按钮；所述的光纤测温仪的一个九孔连接器DB-9-2通过输出线穿过矿用隔爆箱侧壁上的密封嘴与单独设置的报警器相连接，通过报警器实现测温超临界点的报警。

本实用新型还通过如下措施实施：所述的测温光纤设8路，与同一个光纤穿墙端子相连接，每路测量距离8公里，单通道最短测量时间2s，温度测点取样间隔0.4米，每0.8米报告一个温度值；1-8路测温光纤分别铺设在煤矿井内相对应的采空区、冒顶处和压酥的煤柱中；

所述的光纤测温仪包括光纤传感计算计算机芯、九孔连接器DB-9-1和九孔连接器DB-9-2以及三孔电源插头DB-3，工业液晶显示屏的九孔连接器DB-9-3与光纤测温仪的九孔连接器DB-9-1相连接，工业液晶显示屏供电接头和光纤测温仪的三孔电源插头DB-3与矿用隔爆不间断电源相连接，矿用隔爆不间断电源的输入端接AC127V交流电源；光纤测温仪的另一个九孔连接器DB-9-2与单独设置的报警器相连接；光纤测温仪通过两侧的支架固定，使光纤测温仪离开矿用隔爆箱的内壁。