采空区光纤监控方案

三极管自锁电路
采空区分布式测温安全监测系统
技术方案
北京蔚蓝仕科技有限公司
1、概述
采空区是指地下矿产被采出后留下的空洞区。矿井火灾是煤矿主要灾害之一,其中采空区煤炭自燃发火占很高比例。目前主要是通过监测采空区的标志气体进行分析预警,该手段欠缺实时性和直观性。
采空区分布式测温安全监测系统。该系统利用先进的计算机技术、网络技术、光纤传感测控技术、光纤通讯技术,能够实现采空区及回风巷(以下统称采空区温度的实时在线监测功能。该系统的实施旨在弥补标志气体分析方法的不足,及时准确的对采空区隐患进行预警,降低采空区自然发火的风险,提高井下作业的安全性。
2、系统原理
系统同时利用单根光缆实现温度监测和信号传输,综合利用光纤拉曼散射效应(Raman scattering)和光时域反射测量技术(Optical Time-Domain Reflectometry,简称多媒体教学讲台OTDR)来获取空间温度分布信息。
其中光纤拉曼散射效应(Raman scattering)用于实现温度测量,光时域反射测量技术(Optical Time Domain Reflectometer版权评估)用于实现温度定位,是近几年发展起来的一种用于实时测量空间温度场分布的高科技技术,它能够连续测量光纤沿线的温度分布情况,测量距离在可达30公里,空间定位精度达到米的数量级,能够进行不间断的自动测量,特别适宜于需要长距离、大范围多点测量的应用场合。
2.1测温原理拉曼散射
led显指数激光光脉冲射入传感用的光纤之中,在光脉冲向前的传播过程中,由于光纤的密度、应力、材料组成、温度和弯曲变形等原因发生散射现象,有一部分的散射光会按照入射光相反的方向传播,称之为背向散射光,返回的背向散射光包括:
瑞利(RayLeigh)散射,由光纤折射率的微小变化引起,其频率与入射光脉冲一致;
拉曼(Raman)散射,由光子与光声子相互作用引起,其频率与入射光脉冲相差几十太赫兹;
布里渊(Brillouin)散射,由光子与光纤内弹性声波场低频声子相互作用引起。其频率与入射光脉冲相差几十吉赫兹;
溜逸
针对温度检测需求,Rayleigh 散射信号对温度变化不敏感;Brillouin 机组式柔印机散射信号的变化与温度和应力有关,但信号剥离难度大;Raman 散射信号的变化与

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标签:温度   光纤   测量   采空区   技术   散射   系统   监测
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