煤礦瓦斯抽放管道光纖監測系統的制作方法
【技術領域】
[0001]本發明涉及管道監控設備領域，具體的涉及一種煤礦瓦斯抽放管道光纖監測系統。
【背景技術】
[0002]煤礦井下供水、通風及瓦斯抽放管網被稱為井下的“生命線”，是煤礦安全生產重要的組成部分。我國煤礦井下供水、通風及瓦斯抽放管路多數為建礦期間敷設安裝，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、掘進迎頭因管路斷裂或壓力不足影響生產的情況時有發生。浪費寶貴資源，影響礦井的正常生產，給企業造成了較大的經濟損失。
[0003]對于井下管網的運行使用情況，目前我國煤礦采取人工巡查的方法進行檢查，效率低下，耗費大量的人力物力；不能實時監測管路的運行情況，出現突發事件難以及時發現；檢查人員容易發生漏查。
[0004]
【發明內容】
[0005]本發明的目的在于，針對上述問題，提出一種煤礦瓦斯抽放管道光纖監測系統，以實現管道的全天候、實時監控。本系統具有本質安全、可靠性高、復用性強、傳輸距離遠等特點，通過覆蓋整個瓦斯抽放、供水管網的瓦斯濃度、溫度、壓力、流量監測點，掌握管網運行狀態變化情況，對管道泄漏等異常情況進行報警并判斷泄漏點位置，能最大限度地縮短因壓力不足對采掘工作面產生的影響，保證礦井的正常安全生產，為用戶帶來顯著的安全效益和經濟效益。
[0006]為實現上述目標，本發明采用的技術方案是:一種煤礦井下瓦斯抽放管道光纖監測系統，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、光纖光柵解調儀、光纖瓦斯解調儀、計算機，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儀；瓦斯傳感器通過多芯光纜直接連接瓦斯解調儀；光纖光柵解調儀、瓦斯解調儀通過RS485接口連接計算機。
[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部，插入深度大于管內直徑的1/3，小于管內直徑1/2。
[0011]該系統同樣適用于煤礦井下供水、供風及其它液體或氣體管道。
[0012]本發明的有益效果是:將光纖光柵傳感技術引入煤礦井下管道監測領域，開發了適合于易燃、易爆等環境下的軟硬件測試系統，滿足了對煤礦井下瓦斯抽放管道重要部位全天候、無間斷的監測要求。
[0013]配合在線監測軟件實時在線監測關鍵部位是否超過警戒值而發出警告信息，確保采集數據的實時性和可靠性，為在煤礦瓦斯抽采提供長期、大量、全面、可靠的基礎數據。
[0014]通過管道壓力梯度變化及流量平衡算法實現管道泄漏監測及定位，對保證整個管道系統的正常運行及井下人員安全具有重要意義。
【附圖說明】
[0015]圖1是本發明結構原理示意圖；
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.通信協議，10.瓦斯解調儀，11.光纖光柵解調儀，12.計算機，13.數據庫。
【具體實施方式】
[0017]以下結合附圖對本發明的優選實施例進行說明，應當理解，此處所描述的實施例僅用于說明和解釋本發明，并不用于限定本發明。
[0018]如圖1所示，用于瓦斯抽放中的光纖監測系統，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、光纖光柵解調儀11、光纖瓦斯解調儀10、計算機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儀
11。瓦斯傳感器通過多芯光纜直接連接瓦斯解調儀10。光纖光柵解調儀11、瓦斯解調儀10通過RS485接口連接計算機。計算機通過對檢測信號解析、處理，實現對管道溫度、壓力、瓦斯濃度、流量的實時監測及泄漏定位；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氣口最前端；瓦斯傳感器進氣口前采用氣體過濾裝置，出氣口側與瓦斯管道相連，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部，插入深度大于管內直徑的1/3，小于管內直徑1/2。
[0019]本系統同樣適用于煤礦井下供水、供風等其他液體或氣體管道。
【主權項】
1.一種煤礦井下瓦斯抽放管道光纖監測系統，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、光纖光柵解調儀、光纖瓦斯解調儀、計算機，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儀；瓦斯傳感器通過多芯光纜直接連接瓦斯解調儀；光纖光柵解調儀、瓦斯解調儀通過RS485接口連接計算機；瓦斯傳感器進氣口前采用氣體過濾裝置。
2.根據權利要求1所述的煤礦井下瓦斯抽放管道光纖監測系統，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.根據權利要求2所述的煤礦井下瓦斯抽放管道光纖監測系統，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.根據權利要求3所述的煤礦井下瓦斯抽放管道光纖監測系統，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.根據權利要求4所述的煤礦井下瓦斯抽放管道光纖監測系統，其特征在于:所述溫度傳感器探頭要插入瓦斯管道內部，插入深度大于管內直徑的1/3，小于管內直徑1/2。
6.根據權利要求1-4所述的煤礦井下瓦斯抽放管道光纖監測系統，其特征在于:該系統同樣適用于煤礦井下供水、供風及其它液體或氣體管道。
【專利摘要】本發明是一種煤礦井下瓦斯抽放管道光纖監測系統，包括硬件和軟件，硬件系統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、光纖光柵解調儀、光纖瓦斯解調儀。軟件系統包括計算機、后臺數據庫及數據通信協議。有益效果：將光纖光柵傳感技術引入煤礦井下管道監測領域，開發了適合于易燃、易爆等環境下的軟硬件測試系統，滿足了對煤礦井下瓦斯抽放管道重要部位全天候、無間斷的監測要求。
【IPC分類】E21F7-00, E21F17-18
【公開號】CN104653221
【申請號】CN201410821930
【發明人】倪立營, 趙林, 孔令輝, 王紀強
【申請人】山東東宏管業股份有限公司
【公開日】2015年5月27日
【申請日】2014年12月26日