CN104653221A - 煤矿瓦斯抽放管道光纤监测*** - Google Patents
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Abstract
本发明是一种煤矿井下瓦斯抽放管道光纤监测***，包括硬件和软件，硬件***包括光纤温度传感器、光纤压力传感器、光纤激光瓦斯传感器、光纤流量传感器、单模光纤、耦合器、多芯光缆、光纤光栅解调仪、光纤瓦斯解调仪。软件***包括计算机、后台数据库及数据通信协议。有益效果：将光纤光栅传感技术引入煤矿井下管道监测领域，开发了适合于易燃、易爆等环境下的软硬件测试***，满足了对煤矿井下瓦斯抽放管道重要部位全天候、无间断的监测要求。
Description
技术领域
本发明涉及管道监控设备领域，具体的涉及一种煤矿瓦斯抽放管道光纤监测***。
背景技术
煤矿井下供水、通风及瓦斯抽放管网被称为井下的“生命线”，是煤矿安全生产重要的组成部分。我国煤矿井下供水、通风及瓦斯抽放管路多数为建矿期间敷设安装，由于井下自然条件恶劣，管路长期受淋水侵蚀、巷道变形、矿井采动压等影响，造成采煤工作面、掘进迎头因管路断裂或压力不足影响生产的情况时有发生。浪费宝贵资源，影响矿井的正常生产，给企业造成了较大的经济损失。
对于井下管网的运行使用情况，目前我国煤矿采取人工巡查的方法进行检查，效率低下，耗费大量的人力物力；不能实时监测管路的运行情况，出现突发事件难以及时发现；检查人员容易发生漏查。
发明内容
本发明的目的在于，针对上述问题，提出一种煤矿瓦斯抽放管道光纤监测***，以实现管道的全天候、实时监控。本***具有本质安全、可靠性高、复用性强、传输距离远等特点，通过覆盖整个瓦斯抽放、供水管网的瓦斯浓度、温度、压力、流量监测点，掌握管网运行状态变化情况，对管道泄漏等异常情况进行报警并判断泄漏点位置，能最大限度地缩短因压力不足对采掘工作面产生的影响，保证矿井的正常安全生产，为用户带来显著的安全效益和经济效益。
为实现上述目标，本发明采用的技术方案是 ：一种煤矿井下瓦斯抽放管道光纤监测***，包括光纤温度传感器、光纤压力传感器、光纤激光瓦斯传感器、光纤流量传感器、单模光纤、耦合器、多芯光缆、光纤光栅解调仪、光纤瓦斯解调仪、计算机，其中光纤流量传感器、温度传感器、压力传感器通过单模光纤连接耦合器，耦合器通过多芯光缆连接光纤光栅解调仪；瓦斯传感器通过多芯光缆直接连接瓦斯解调仪；光纤光栅解调仪、瓦斯解调仪通过RS485接口连接计算机。
所述光纤流量传感器、瓦斯传感器、温度传感器、压力传感器应在管道流量方向上依次安装，且安装管道总长度不超过1.5m，瓦斯传感器进气口前采用气体过滤装置。
所述压力传感器、温度传感器分别通过管道引压孔垂直固定于管道正上方。
所述温度传感器、压力传感器以及瓦斯传感器接头均采用外螺纹式。
所述温度传感器探头要***瓦斯管道内部，***深度大于管内直径的1/3，小于管内直径1/2。
该***同样适用于煤矿井下供水、供风及其它液体或气体管道。
本发明的有益效果是：将光纤光栅传感技术引入煤矿井下管道监测领域，开发了适合于易燃、易爆等环境下的软硬件测试***，满足了对煤矿井下瓦斯抽放管道重要部位全天候、无间断的监测要求。
配合在线监测软件实时在线监测关键部位是否超过警戒值而发出警告信息，确保采集数据的实时性和可靠性，为在煤矿瓦斯抽采提供长期、大量、全面、可靠的基础数据。
通过管道压力梯度变化及流量平衡算法实现管道泄漏监测及定位，对保证整个管道***的正常运行及井下人员安全具有重要意义。
附图说明
图1是本发明结构原理示意图；
图2是传感器安装示意图。
图中，1.管道，2.光纤流量传感器，3.光纤压力传感器，4.光纤温度传感器，5.光纤瓦斯传感器，6.单模光纤，7.耦合器，8.多芯光缆，9.通信协议，10.瓦斯解调仪，11.光纤光栅解调仪，12.计算机，13.数据库。
具体实施方式
以下结合附图对本发明的优选实施例进行说明，应当理解，此处所描述的实施例仅用于说明和解释本发明，并不用于限定本发明。
如图1所示，用于瓦斯抽放中的光纤监测***，包括光纤温度传感器4、光纤压力传感器3、光纤激光瓦斯传感器5、光纤流量传感器2、单模光纤6、耦合器7、多芯光缆8、光纤光栅解调仪11、光纤瓦斯解调仪10、计算机12组成。其中光纤流量传感器2、温度传感器4、压力传感器3通过单模光纤6连接耦合器7，耦合器7通过多芯光缆连接光纤光栅解调仪11。瓦斯传感器通过多芯光缆直接连接瓦斯解调仪10。光纤光栅解调仪11、瓦斯解调仪10通过RS485接口连接计算机。计算机通过对检测信号解析、处理，实现对管道温度、压力、瓦斯浓度、流量的实时监测及泄漏定位； 如图2所示，光纤流量传感器、瓦斯传感器、温度传感器、压力传感器应在管道流量方向上依次安装，且安装管道总长度不超过1.5m； 流量传感器一般采用法兰连接方式固定于管道进气口最前端；瓦斯传感器进气口前采用气体过滤装置，出气口侧与瓦斯管道相连，以便形成回路，避免瓦斯泄漏；温度传感器、压力传感器分别通过管道引压孔垂直固定于管道正上方，以避免渣滓在管道内沉积堵塞引压孔影响测量精度；温度传感器、压力传感器以及瓦斯传感器接头均采用外螺纹式，现场安装时，直接把传感器通过螺纹接头拧在管道上即可，为保证密封性，可在接头处使用密封胶带； 温度传感器探头要***瓦斯管道内部，***深度大于管内直径的1/3，小于管内直径1/2。
本***同样适用于煤矿井下供水、供风等其他液体或气体管道。
Claims (6)
1.一种煤矿井下瓦斯抽放管道光纤监测***，包括光纤温度传感器、光纤压力传感器、光纤激光瓦斯传感器、光纤流量传感器、单模光纤、耦合器、多芯光缆、光纤光栅解调仪、光纤瓦斯解调仪、计算机，其特征在于：其中的光纤流量传感器、温度传感器、压力传感器安装在管道流量方向上并各自通过单模光纤连接耦合器，耦合器通过多芯光缆连接光纤光栅解调仪；瓦斯传感器通过多芯光缆直接连接瓦斯解调仪；光纤光栅解调仪、瓦斯解调仪通过RS485接口连接计算机；瓦斯传感器进气口前采用气体过滤装置。
2. 根据权利要求1所述的煤矿井下瓦斯抽放管道光纤监测***，其特征在于：光纤流量传感器、瓦斯传感器、温度传感器、压力传感器依次安装在管道流量方向上，且安装管道总长度不超过1.5m。
3. 根据权利要求2所述的煤矿井下瓦斯抽放管道光纤监测***，其特征在于：所述压力传感器、温度传感器分别通过管道引压孔垂直固定于管道正上方。
4.根据权利要求3所述的煤矿井下瓦斯抽放管道光纤监测***，其特征在于：所述温度传感器、压力传感器以及瓦斯传感器接头均采用外螺纹式。
5.根据权利要求4所述的煤矿井下瓦斯抽放管道光纤监测***，其特征在于：所述温度传感器探头要***瓦斯管道内部，***深度大于管内直径的1/3，小于管内直径1/2。
6.根据权利要求1-4所述的煤矿井下瓦斯抽放管道光纤监测***，其特征在于：该***同样适用于煤矿井下供水、供风及其它液体或气体管道。
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