煤礦瓦斯抽放管道光纖監(jiān)測系統(tǒng)的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及管道監(jiān)控設(shè)備領(lǐng)域，具體的涉及一種煤礦瓦斯抽放管道光纖監(jiān)測系統(tǒng)。
【背景技術(shù)】
[0002]煤礦井下供水、通風(fēng)及瓦斯抽放管網(wǎng)被稱為井下的“生命線”，是煤礦安全生產(chǎn)重要的組成部分。我國煤礦井下供水、通風(fēng)及瓦斯抽放管路多數(shù)為建礦期間敷設(shè)安裝，由于井下自然條件惡劣，管路長期受淋水侵蝕、巷道變形、礦井采動壓等影響，造成采煤工作面、掘進(jìn)迎頭因管路斷裂或壓力不足影響生產(chǎn)的情況時有發(fā)生。浪費(fèi)寶貴資源，影響礦井的正常生產(chǎn)，給企業(yè)造成了較大的經(jīng)濟(jì)損失。
[0003]對于井下管網(wǎng)的運(yùn)行使用情況，目前我國煤礦采取人工巡查的方法進(jìn)行檢查，效率低下，耗費(fèi)大量的人力物力；不能實(shí)時監(jiān)測管路的運(yùn)行情況，出現(xiàn)突發(fā)事件難以及時發(fā)現(xiàn)；檢查人員容易發(fā)生漏查。
[0004]

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本發(fā)明的目的在于，針對上述問題，提出一種煤礦瓦斯抽放管道光纖監(jiān)測系統(tǒng)，以實(shí)現(xiàn)管道的全天候、實(shí)時監(jiān)控。本系統(tǒng)具有本質(zhì)安全、可靠性高、復(fù)用性強(qiáng)、傳輸距離遠(yuǎn)等特點(diǎn)，通過覆蓋整個瓦斯抽放、供水管網(wǎng)的瓦斯?jié)舛取囟?、壓力、流量監(jiān)測點(diǎn)，掌握管網(wǎng)運(yùn)行狀態(tài)變化情況，對管道泄漏等異常情況進(jìn)行報警并判斷泄漏點(diǎn)位置，能最大限度地縮短因壓力不足對采掘工作面產(chǎn)生的影響，保證礦井的正常安全生產(chǎn)，為用戶帶來顯著的安全效益和經(jīng)濟(jì)效益。
[0006]為實(shí)現(xiàn)上述目標(biāo)，本發(fā)明采用的技術(shù)方案是:一種煤礦井下瓦斯抽放管道光纖監(jiān)測系統(tǒng)，包括光纖溫度傳感器、光纖壓力傳感器、光纖激光瓦斯傳感器、光纖流量傳感器、單模光纖、耦合器、多芯光纜、光纖光柵解調(diào)儀、光纖瓦斯解調(diào)儀、計算機(jī)，其中光纖流量傳感器、溫度傳感器、壓力傳感器通過單模光纖連接耦合器，耦合器通過多芯光纜連接光纖光柵解調(diào)儀；瓦斯傳感器通過多芯光纜直接連接瓦斯解調(diào)儀；光纖光柵解調(diào)儀、瓦斯解調(diào)儀通過RS485接口連接計算機(jī)。
[0007]所述光纖流量傳感器、瓦斯傳感器、溫度傳感器、壓力傳感器應(yīng)在管道流量方向上依次安裝，且安裝管道總長度不超過1.5m，瓦斯傳感器進(jìn)氣口前采用氣體過濾裝置。
[0008]所述壓力傳感器、溫度傳感器分別通過管道引壓孔垂直固定于管道正上方。
[0009]所述溫度傳感器、壓力傳感器以及瓦斯傳感器接頭均采用外螺紋式。
[0010]所述溫度傳感器探頭要插入瓦斯管道內(nèi)部，插入深度大于管內(nèi)直徑的1/3，小于管內(nèi)直徑1/2。
[0011]該系統(tǒng)同樣適用于煤礦井下供水、供風(fēng)及其它液體或氣體管道。
[0012]本發(fā)明的有益效果是:將光纖光柵傳感技術(shù)引入煤礦井下管道監(jiān)測領(lǐng)域，開發(fā)了適合于易燃、易爆等環(huán)境下的軟硬件測試系統(tǒng)，滿足了對煤礦井下瓦斯抽放管道重要部位全天候、無間斷的監(jiān)測要求。
[0013]配合在線監(jiān)測軟件實(shí)時在線監(jiān)測關(guān)鍵部位是否超過警戒值而發(fā)出警告信息，確保采集數(shù)據(jù)的實(shí)時性和可靠性，為在煤礦瓦斯抽采提供長期、大量、全面、可靠的基礎(chǔ)數(shù)據(jù)。
[0014]通過管道壓力梯度變化及流量平衡算法實(shí)現(xiàn)管道泄漏監(jiān)測及定位，對保證整個管道系統(tǒng)的正常運(yùn)行及井下人員安全具有重要意義。
【附圖說明】
[0015]圖1是本發(fā)明結(jié)構(gòu)原理示意圖；
圖2是傳感器安裝示意圖。
[0016]圖中，1.管道,2.光纖流量傳感器,3.光纖壓力傳感器,4.光纖溫度傳感器,5.光纖瓦斯傳感器，6.單模光纖,7.稱合器,8.多芯光纜,9.通信協(xié)議，10.瓦斯解調(diào)儀，11.光纖光柵解調(diào)儀，12.計算機(jī)，13.數(shù)據(jù)庫。
【具體實(shí)施方式】
[0017]以下結(jié)合附圖對本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例進(jìn)行說明，應(yīng)當(dāng)理解，此處所描述的實(shí)施例僅用于說明和解釋本發(fā)明，并不用于限定本發(fā)明。
[0018]如圖1所示，用于瓦斯抽放中的光纖監(jiān)測系統(tǒng)，包括光纖溫度傳感器4、光纖壓力傳感器3、光纖激光瓦斯傳感器5、光纖流量傳感器2、單模光纖6、稱合器7、多芯光纜8、光纖光柵解調(diào)儀11、光纖瓦斯解調(diào)儀10、計算機(jī)12組成。其中光纖流量傳感器2、溫度傳感器4、壓力傳感器3通過單模光纖6連接耦合器7，耦合器7通過多芯光纜連接光纖光柵解調(diào)儀
11。瓦斯傳感器通過多芯光纜直接連接瓦斯解調(diào)儀10。光纖光柵解調(diào)儀11、瓦斯解調(diào)儀10通過RS485接口連接計算機(jī)。計算機(jī)通過對檢測信號解析、處理，實(shí)現(xiàn)對管道溫度、壓力、瓦斯?jié)舛?、流量的?shí)時監(jiān)測及泄漏定位；如圖2所示，光纖流量傳感器、瓦斯傳感器、溫度傳感器、壓力傳感器應(yīng)在管道流量方向上依次安裝，且安裝管道總長度不超過1.5m ；流量傳感器一般采用法蘭連接方式固定于管道進(jìn)氣口最前端；瓦斯傳感器進(jìn)氣口前采用氣體過濾裝置，出氣口側(cè)與瓦斯管道相連，以便形成回路，避免瓦斯泄漏；溫度傳感器、壓力傳感器分別通過管道引壓孔垂直固定于管道正上方，以避免渣滓在管道內(nèi)沉積堵塞引壓孔影響測量精度；溫度傳感器、壓力傳感器以及瓦斯傳感器接頭均采用外螺紋式，現(xiàn)場安裝時，直接把傳感器通過螺紋接頭擰在管道上即可，為保證密封性，可在接頭處使用密封膠帶；溫度傳感器探頭要插入瓦斯管道內(nèi)部，插入深度大于管內(nèi)直徑的1/3，小于管內(nèi)直徑1/2。
[0019]本系統(tǒng)同樣適用于煤礦井下供水、供風(fēng)等其他液體或氣體管道。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種煤礦井下瓦斯抽放管道光纖監(jiān)測系統(tǒng)，包括光纖溫度傳感器、光纖壓力傳感器、光纖激光瓦斯傳感器、光纖流量傳感器、單模光纖、稱合器、多芯光纜、光纖光柵解調(diào)儀、光纖瓦斯解調(diào)儀、計算機(jī)，其特征在于:其中的光纖流量傳感器、溫度傳感器、壓力傳感器安裝在管道流量方向上并各自通過單模光纖連接耦合器，耦合器通過多芯光纜連接光纖光柵解調(diào)儀；瓦斯傳感器通過多芯光纜直接連接瓦斯解調(diào)儀；光纖光柵解調(diào)儀、瓦斯解調(diào)儀通過RS485接口連接計算機(jī)；瓦斯傳感器進(jìn)氣口前采用氣體過濾裝置。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的煤礦井下瓦斯抽放管道光纖監(jiān)測系統(tǒng)，其特征在于:光纖流量傳感器、瓦斯傳感器、溫度傳感器、壓力傳感器依次安裝在管道流量方向上，且安裝管道總長度不超過1.5m。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的煤礦井下瓦斯抽放管道光纖監(jiān)測系統(tǒng)，其特征在于:所述壓力傳感器、溫度傳感器分別通過管道引壓孔垂直固定于管道正上方。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的煤礦井下瓦斯抽放管道光纖監(jiān)測系統(tǒng)，其特征在于:所述溫度傳感器、壓力傳感器以及瓦斯傳感器接頭均采用外螺紋式。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的煤礦井下瓦斯抽放管道光纖監(jiān)測系統(tǒng)，其特征在于:所述溫度傳感器探頭要插入瓦斯管道內(nèi)部，插入深度大于管內(nèi)直徑的1/3，小于管內(nèi)直徑1/2。
6.根據(jù)權(quán)利要求1-4所述的煤礦井下瓦斯抽放管道光纖監(jiān)測系統(tǒng)，其特征在于:該系統(tǒng)同樣適用于煤礦井下供水、供風(fēng)及其它液體或氣體管道。
【專利摘要】本發(fā)明是一種煤礦井下瓦斯抽放管道光纖監(jiān)測系統(tǒng)，包括硬件和軟件，硬件系統(tǒng)包括光纖溫度傳感器、光纖壓力傳感器、光纖激光瓦斯傳感器、光纖流量傳感器、單模光纖、耦合器、多芯光纜、光纖光柵解調(diào)儀、光纖瓦斯解調(diào)儀。軟件系統(tǒng)包括計算機(jī)、后臺數(shù)據(jù)庫及數(shù)據(jù)通信協(xié)議。有益效果：將光纖光柵傳感技術(shù)引入煤礦井下管道監(jiān)測領(lǐng)域，開發(fā)了適合于易燃、易爆等環(huán)境下的軟硬件測試系統(tǒng)，滿足了對煤礦井下瓦斯抽放管道重要部位全天候、無間斷的監(jiān)測要求。
【IPC分類】E21F7-00, E21F17-18
【公開號】CN104653221
【申請?zhí)枴緾N201410821930
【發(fā)明人】倪立營, 趙林, 孔令輝, 王紀(jì)強(qiáng)
【申請人】山東東宏管業(yè)股份有限公司
【公開日】2015年5月27日
【申請日】2014年12月26日