皮帶機(jī)運(yùn)行狀態(tài)光纖綜合監(jiān)測(cè)預(yù)警系統(tǒng)介紹

皮帶機(jī)運(yùn)行狀態(tài)光纖綜合監(jiān)測(cè)預(yù)警系統(tǒng)介紹皮帶機(jī)是煤礦上非常重要的自動(dòng)化設(shè)備，它們的運(yùn)行狀況直接影響煤礦的正常生產(chǎn)及運(yùn)營(yíng)，因此，很有必要對(duì)這些設(shè)備進(jìn)展實(shí)時(shí)的監(jiān)測(cè)，以便第一時(shí)間發(fā)現(xiàn)設(shè)備的故障，并及時(shí)檢修。目前監(jiān)測(cè)主要依靠人工定時(shí)巡檢的方式，耗時(shí)耗力且效率低。為了提高煤礦的自動(dòng)化水平，進(jìn)一步的提供機(jī)電設(shè)備的平安運(yùn)行保障，公司專門研發(fā)了光纖式振動(dòng)溫度監(jiān)測(cè)系統(tǒng)。監(jiān)測(cè)系統(tǒng)能夠?qū)ζC(jī)的振動(dòng)及溫度進(jìn)展實(shí)時(shí)在線監(jiān)測(cè)與分析，實(shí)時(shí)、客觀的反映皮帶機(jī)的運(yùn)行狀態(tài)和故障程度，防止不必要的停機(jī)檢修和盲目大修，節(jié)約人力物力，提高設(shè)備利用率：通過(guò)在線故障診斷趨勢(shì)分析，發(fā)現(xiàn)一些潛在故障，及早進(jìn)展處理，預(yù)防故障或事故的發(fā)生，減少事故發(fā)生率，確保設(shè)備平安、長(zhǎng)期、滿負(fù)荷運(yùn)轉(zhuǎn)；提供發(fā)生事故的性質(zhì)和原因，縮短故障查找和檢修時(shí)間，提高檢修質(zhì)量；為設(shè)計(jì)單位和生產(chǎn)廠家提供設(shè)備實(shí)際運(yùn)行狀況及存在的問(wèn)題，有利于提高設(shè)計(jì)和制造質(zhì)量等等。本系統(tǒng)采用光纖振動(dòng)傳感器和光纖檢測(cè)技術(shù)，對(duì)皮帶機(jī)機(jī)頭、機(jī)尾的滾筒、CST減速箱、驅(qū)動(dòng)電機(jī)等關(guān)鍵重要設(shè)備進(jìn)展實(shí)時(shí)在線的振動(dòng)、溫度檢測(cè)。通過(guò)監(jiān)測(cè)這些旋轉(zhuǎn)機(jī)械的振動(dòng)幅度、頻率、方向等物理量的變化，及時(shí)掌握設(shè)備的工作狀態(tài)，可對(duì)運(yùn)行設(shè)備進(jìn)展24小時(shí)監(jiān)控。利用計(jì)算機(jī)的存儲(chǔ)空間記錄設(shè)備的運(yùn)行參數(shù)，包括振動(dòng)加速度、速度、位移等，系統(tǒng)自動(dòng)生成日數(shù)據(jù)庫(kù)、歷史數(shù)據(jù)庫(kù)及報(bào)警庫(kù)，設(shè)備一旦出現(xiàn)故障前兆及時(shí)報(bào)警并盡可能多的采集故障信息，為了解故障現(xiàn)象和分析故障原因提供可靠的數(shù)據(jù)。．一系統(tǒng)特點(diǎn)系統(tǒng)利用光纖傳感技術(shù)對(duì)皮帶機(jī)沿線溫度、機(jī)頭設(shè)備運(yùn)行狀態(tài)在線監(jiān)測(cè)，及時(shí)發(fā)現(xiàn)異常點(diǎn)，將皮帶機(jī)的故障發(fā)現(xiàn)在早期階段，對(duì)控制預(yù)防皮帶機(jī)〔工作面〕發(fā)火及設(shè)備運(yùn)行故障具有重要意義。該系統(tǒng)具有以下優(yōu)點(diǎn)：1〕本質(zhì)平安，不帶電，不受外界電磁場(chǎng)干擾，長(zhǎng)期漂移??；2〕皮帶機(jī)機(jī)頭和沿線綜合監(jiān)測(cè)，提前預(yù)警，及時(shí)性和有效性強(qiáng)；3〕皮帶機(jī)發(fā)火點(diǎn)精準(zhǔn)定位，誤差小，顯示直觀，反響迅速。二系統(tǒng)關(guān)鍵技術(shù)本系統(tǒng)所采用的關(guān)鍵技術(shù)包括如下幾個(gè)方面：1〕基于光纖拉曼散射原理的分布式溫度監(jiān)測(cè)技術(shù)；2〕基于光纖光柵的溫度、振動(dòng)傳感器的檢測(cè)技術(shù)；3〕基于加速度信號(hào)頻譜分析的故障診斷技術(shù)。2.1光纖分布式溫度監(jiān)測(cè)技術(shù)分布式光纖溫度在線檢測(cè)系統(tǒng)〔DistributedTemperatureSensing–DTS〕于1980年誕生于英國(guó)的Southampton大學(xué)，是一種利用激光在光纖中傳輸時(shí)產(chǎn)生的背向拉曼散射信號(hào)、根據(jù)光時(shí)域反射原理〔OpticalTime-DomainReflectometer–OTDR〕和雷達(dá)工作原理來(lái)獲取空間溫度分布信息和空間定位信息的監(jiān)控系統(tǒng)。是近年開展起來(lái)的一種用于實(shí)時(shí)監(jiān)控溫度場(chǎng)的高新技術(shù)。它能夠連續(xù)測(cè)量光纖沿線所在處的溫度，可對(duì)測(cè)量距離最大在60公里的*圍，空間定位精度到達(dá)一米的數(shù)量級(jí)，將一條數(shù)公里乃至數(shù)十公里長(zhǎng)的光纖〔光纖既是傳輸媒體，又是傳感媒體〕鋪設(shè)到待測(cè)空間，可連續(xù)測(cè)量、準(zhǔn)確定位整條光纖所處空間各點(diǎn)的溫度，通過(guò)光纖上的溫度的變化來(lái)檢測(cè)出光纖所處環(huán)境變化，特別適用于需要大*圍多點(diǎn)測(cè)量的應(yīng)用場(chǎng)合。光纖分布式溫度檢測(cè)系統(tǒng)采用拉曼散射原理和光時(shí)域反射技術(shù)實(shí)現(xiàn)溫度和距離的測(cè)定。拉曼散射原理是依據(jù)光在光纖中傳播過(guò)程中，產(chǎn)生后向拉曼散射光譜的溫度效應(yīng)。當(dāng)入射的光量子與光纖物質(zhì)分子產(chǎn)生碰撞時(shí)，產(chǎn)生彈性碰撞和非彈性碰撞。彈性碰撞時(shí)，光量子和物質(zhì)分子之間沒有能量交換，光量子的頻率不發(fā)生任何改變，表現(xiàn)為瑞利散射光保持與入射光一樣的波長(zhǎng)；在非彈性碰撞時(shí)，發(fā)生能量交換，光量子可以釋放或吸收聲子，表現(xiàn)為產(chǎn)生一個(gè)波長(zhǎng)較長(zhǎng)的斯托克斯光和一個(gè)波長(zhǎng)較短的反斯托克斯光。由于反斯托克斯光受溫度影響比擬敏感，系統(tǒng)采用以斯托克斯光通道作為參考通道，反斯托克斯光通道作為信號(hào)通道，有兩者的比值可以消除光源信號(hào)波動(dòng)、光纖彎曲等非溫度因素，實(shí)現(xiàn)對(duì)溫度信息的采集。光時(shí)域反射技術(shù)〔即OTDR原理〕是對(duì)空間分布的溫度實(shí)現(xiàn)空間測(cè)量的理論根底。根據(jù)激光脈沖在光纖中傳輸時(shí)入射光經(jīng)過(guò)背向散射返回到光纖入射端所需時(shí)間，然后乘以光速即可測(cè)得激光脈沖在光纖中傳播的長(zhǎng)度，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)定位。光纖分布式測(cè)溫裝置可應(yīng)用于采空區(qū)多參數(shù)在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)、皮帶機(jī)綜合監(jiān)測(cè)系統(tǒng)、電力設(shè)備狀態(tài)在線監(jiān)測(cè)等系統(tǒng)中。2.2光纖光柵傳感技術(shù)2.2.1光纖光柵的根本原理光纖光柵是利用光纖材料的光敏性，通過(guò)紫外光曝光的方法將入射光相干場(chǎng)圖樣寫入纖芯，在纖芯內(nèi)產(chǎn)生沿纖芯軸向的折射率周期性變化，從而形成永久性空間的相位光柵，其作用實(shí)質(zhì)上是在纖芯內(nèi)形成一個(gè)窄帶的〔透射或反射〕濾波器或反射鏡。當(dāng)一束寬光譜光經(jīng)過(guò)光纖光柵時(shí)，滿足光纖光柵布拉格條件的波長(zhǎng)將產(chǎn)生反射，其余的波長(zhǎng)透過(guò)光纖光柵繼續(xù)傳輸。光纖光柵傳感器通常是將光纖光柵附著在*一彈性體上，同時(shí)進(jìn)展保護(hù)封裝。反射光的波長(zhǎng)對(duì)溫度、應(yīng)力和應(yīng)變非常敏感，當(dāng)彈性體受到壓力時(shí)時(shí),光纖光柵與彈性體一起發(fā)生應(yīng)變，導(dǎo)致光纖光柵反射光的峰值波長(zhǎng)漂移，通過(guò)對(duì)波長(zhǎng)漂移量的度量來(lái)實(shí)現(xiàn)對(duì)溫度、應(yīng)力和應(yīng)變的感測(cè)。2.2.2光纖光柵解調(diào)儀礦用光纖光柵解調(diào)儀用于各類光纖光柵的波長(zhǎng)解調(diào)，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)對(duì)多物理量的在線監(jiān)測(cè)。采用高精度微型光譜分析技術(shù)、嵌入電子技術(shù)、高速數(shù)據(jù)處理技術(shù)，實(shí)現(xiàn)了多參量光纖光柵傳感器信號(hào)的分析處理?？山庹{(diào)分析C波段〔1526-1566〕光譜，具有高精度、高靈敏度、掃描速度快等特點(diǎn)，已廣泛用于電力、煤礦、石油、化工等工業(yè)企業(yè)的平安監(jiān)測(cè)系統(tǒng)中。可通過(guò)軟件自行定義傳感器類型，用于測(cè)量溫度、壓力、應(yīng)變等參數(shù)；儀器通道數(shù)可根據(jù)用戶需求定制，擴(kuò)展性強(qiáng)；與上位機(jī)通訊有RS485和網(wǎng)口兩種方式，網(wǎng)口通訊速度快，運(yùn)行穩(wěn)定性好，長(zhǎng)期運(yùn)行推薦使用并口通訊方式；通過(guò)DIO卡控制輸出，具有紅燈報(bào)警功能，低電平有效。產(chǎn)品特點(diǎn)1.光纖傳輸溫度信號(hào)；2.傳感網(wǎng)絡(luò)分析儀對(duì)溫度信息進(jìn)展采集；3.光纖感知溫度和位置信息，系統(tǒng)本質(zhì)平安，絕緣性能強(qiáng)；4.溫度信息通過(guò)光信號(hào)傳輸，不受電磁干擾；5.感溫迅速，靈敏度高；6.光信號(hào)在光纖中的損耗很小，從而能夠?qū)崿F(xiàn)10km以上的測(cè)量距離。7.實(shí)時(shí)在線監(jiān)測(cè)，遠(yuǎn)程控制，24小時(shí)無(wú)人值守。2.2.3光纖溫度傳感器光纖多點(diǎn)溫度傳感器以光纖光柵作為檢測(cè)元件，對(duì)溫度進(jìn)展檢測(cè)。工作時(shí)，由光纖光柵解調(diào)儀內(nèi)的光源發(fā)出連續(xù)寬帶光，經(jīng)傳輸光纜傳送到監(jiān)測(cè)現(xiàn)場(chǎng)的傳感器，傳感器對(duì)寬帶光有選擇地反射回一窄帶光，經(jīng)同一傳輸光纜回送到光纖光柵解調(diào)儀，測(cè)定出窄帶光中心波長(zhǎng)的波長(zhǎng)漂移變化，再經(jīng)過(guò)軟件的解調(diào)與分析便確定出現(xiàn)場(chǎng)的溫度信息。技術(shù)優(yōu)勢(shì)：本質(zhì)防爆、無(wú)電傳感；化學(xué)性能穩(wěn)定；傳輸距離遠(yuǎn)2.2.4光纖加速度傳感器光纖光柵振動(dòng)傳感器的根本設(shè)計(jì)思想是將地面的振動(dòng)轉(zhuǎn)化成光纖光柵的應(yīng)變，這個(gè)應(yīng)變會(huì)引起光柵中心反射波長(zhǎng)的變化，通過(guò)波長(zhǎng)解調(diào)系統(tǒng)可將波長(zhǎng)變化轉(zhuǎn)化成電壓的變化，即可實(shí)現(xiàn)振動(dòng)信號(hào)的傳感。光纖振動(dòng)傳感器可應(yīng)用于機(jī)電設(shè)備狀態(tài)檢測(cè)系統(tǒng)、電力設(shè)備在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)、皮帶機(jī)綜合監(jiān)測(cè)系統(tǒng)；2.3、軟件功能2.3.1皮帶機(jī)分布式溫度監(jiān)測(cè)系統(tǒng)Ⅰ、溫度曲線顯示Ⅱ、溫度數(shù)值實(shí)時(shí)列表表格顯示所有數(shù)據(jù)，設(shè)計(jì)表格樣式，分頁(yè)顯示功能，篩選有效數(shù)據(jù)，異常數(shù)據(jù)用圖形標(biāo)記Ⅲ、溫度歷史查詢查詢?nèi)我馕恢?、時(shí)間段內(nèi)的歷史數(shù)據(jù)，數(shù)據(jù)導(dǎo)出、打印。Ⅳ、報(bào)警查詢查詢?nèi)我鈺r(shí)間段，不同級(jí)別報(bào)警數(shù)據(jù)Ⅴ、報(bào)表統(tǒng)計(jì)統(tǒng)計(jì)任意一天的監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)，溫度根據(jù)分區(qū)，每天分四個(gè)時(shí)間段統(tǒng)計(jì)，報(bào)表可以下載為word格式2.3.2點(diǎn)式振動(dòng)及溫度監(jiān)測(cè)Ⅰ、平面圖顯示Ⅱ、