光纤测温在塔山选煤厂皮带栈桥上的应用

许 强

（同煤集团大地选煤工程有限责任公司塔山选煤厂，山西 大同 037003）

试验研究·

光纤测温在塔山选煤厂皮带栈桥上的应用

许 强

（同煤集团大地选煤工程有限责任公司塔山选煤厂，山西 大同 037003）

介绍了线型光纤感温火灾探测器在塔山选煤厂输送皮带栈桥上的应用，分析了线型光纤感温火灾探测器的原理、现场应用情况、系统调试与故障排除。实践证明，该系统运行效果良好，为塔山选煤厂的安全生产提供了保障。

光纤感温；火灾预警；栈桥测温；精确定位

近年来，选煤厂皮带运输机栈桥上时有火灾发生，究其原因主要是由于选煤厂皮带栈桥煤尘较大，遇到明火引起栈桥煤尘燃烧而引发火灾。然而，选煤厂皮带栈桥运输系统战线长，皮带栈桥温度的监测难度大。因此，亟需一套可靠、高性能的选煤厂皮带测温预警系统，以及时准确地监测皮带的温度并预警，从而避免选煤厂皮带栈桥发生火灾，给企业和国家带来巨大损失。

线型光纤感温火灾探测系统成功地应用于塔山选煤厂运输皮带栈桥上，该系统是光纤传感技术中最具前途的技术之一，是适应大型工程安全监测而发展起来的一项传感技术。它应用光纤几何上的一维特性进行测量，把被测参量作为光纤位置长度的函数，可以在整个光纤长度上对沿光纤几何路径分布的外部物理参量变化进行连续的测量，同时获取被测物理参量的空间分布状态和随时间变化的信息，实现了沿着光纤的分布式测量探测火灾的目的。相比传统的热电偶局部点测温技术，线型光纤连续分布式的测量实现了无遗留，实时全分布监测效果。

1 线型光纤感温火灾探测器的原理

线型光纤感温火灾探测器是利用光纤的温度特性，通过实时处理铺设于监测现场的光缆采集的温度信号，与设定的报警值进行比较后，实现火灾报警。

线型光纤感温火灾探测器采用分布式光纤感温方式，其原理是利用脉冲激光在光纤中传输时产生的喇曼散射和光时域反射原理来测量光纤周围空间温度分布情况。该系统采用光纤作为传感传输合二为一的器件，通过对直接触及光纤或感测光纤周围环境变化，如温度的变化，传递给光纤的扰动，进行持续和实时的监控，采集扰动数据，经过后端分析处理和智能识别，判断出不同的外部干扰类型，如光纤周围空间温度的急剧变化，实现系统预警，同时实现沿线的精确定位。从而达到对需要检测的空间环境或接触物进行预警监测的目的。光线中光波散射示意图见图1。

图1 光线中光波散射示意图

2 线型光纤感温火灾探测系统的组成

线型光纤感温火灾探测器主要由光纤主机、探测光缆组成。其中，光纤主机负责光纤信号处理、报警和参数设置等，探测光缆负责现场的温度采集。光纤主机还可以通过RS485/232、CAN、以太网接口与火灾报警控制器相连，构成完整的火灾报警系统，见

图2。

图2 线型光纤感温火灾探测系统的组成示意图

3 线型光纤感温火灾探测器在输送皮带的应用

7001末精煤上仓皮带、7002块精煤上仓皮带、8101和8102中煤上仓皮带是塔山选煤厂产品运输系统的主要输送皮带，在选煤厂起着至关重要的作用。线型光纤感温火灾探测器在7001、7002、810、8102皮带栈桥上的应用，实现了选煤厂输送主皮带栈桥全长温度实时监测和预警。

线型光纤感温火灾探测器的主控机安装于选煤厂的集控室，布置在皮带下方的感温光纤，进行皮带栈桥的温度测定，形成预警系统。选煤厂输送皮带光纤感温探测器的布置图见图3。

图3 选煤厂输送皮带光纤感温探测器的布置图

塔山选煤厂采用2条通道，对4条输送皮带全长温度实施监测和预警，预警温度设定为50°，当皮带温度高于50°时，主控机发出报警，提醒集控员采取措施降低温度，避免发生火灾。线型光纤感温火灾探测器的测温曲线是由沿着感温光纤相隔1 m取一个温度点，根据实时温度模拟测温曲线。集控员可从曲线上得知监视输送皮带栈桥的温度分布状态。输送皮带温度实时监测曲线图见图4。

图4 输送皮带温度实时监测曲线图

4 系统调试及故障排除

在系统安装完后，对系统调试。系统的调试主要是针对两个问题：1）线型火灾探测器系统软件处理反馈数据时，由于光纤损耗特性不同而引起的数据叠加。所以在调试过程中，应该把不同光纤产生的数据差异扣除。2）在安装施工过程中，由于光纤较长，使得部分光纤扭曲，在脉冲激光散射波传输过程中产生改变，与真实的温度值产生差异，所以在系统软件分析处理反馈数据时应该将这些影响去除，才能真实的反应测量温度。

测温光纤本身即是温度感应器，可让使用者精确、不间断地监视指定物的温度分布情形。但是要防止对光纤的意外损伤、防止在光纤感温探测器主机周围放置强电磁环境、防止光纤放置弯曲和扭曲带来损耗等情况的发生，使得光纤感温系统能正常运行。

5 结束语

目前，该系统在塔山选煤厂已经运行了近一年，温度测量数据准确，预警系统准确无误报，为塔山选煤厂的安全生产提供了保障。线型光纤感温系统在塔山选煤厂输送皮带栈桥上的应用，可有效防止由于机械故障使滚筒停转，从而产生滚筒与皮带间的摩擦，导致周边的煤尘着火，引发输送带栈桥火灾和由于人为造成的煤尘着火引发的火灾。塔山选煤厂的线型光纤感温火灾探测还预留有2个通道，可以在其他产品皮带栈桥或原煤皮带栈桥上使用，建立更加完善的皮带温度监测系统。塔山选煤厂的线型光纤感温火灾探测系统在输送皮带栈桥上的应用为其他选煤厂的输送皮带栈桥上的火灾预防提供了经验，值得推广应用。

［1］李忠旺，王庆雄．电力电缆温度的在线监测［J］．包钢科技，2007（3）：41-43．

Application on Optical Fiber Temperature Measurement in Belt Conveyor Trestle of Tashan Coal Preparation Plant

Xu Qiang

Introduces the application of linear optical fiber heat detector in conveyor belt trestle of Tashan coal preparation plant．Analyzes the principle of linear optical fiber heat detector，field application，system debugging and troubleshooting．Practice has proved that the system running effect is good，has provided the safeguard for safety production in Tashan coal preparation plant．

Optical fiber temperature sensor；Fire warning；Trestle temperature measurement

TD928．9

B

1672-0652（2013）05-0051-02

2013-02-18

许 强（1975—），男，山西左云人，2006年毕业于太原理工大学，工程师，主要从事选煤厂生产技术管理工作（E-mail）1031635576＠qq．com