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分布式光纤测温系统在电缆温度监测中应用肖恺;李平;罗巧梅;张静;杨峰;赵浩【摘要】In view of the present fire detection problems for power cable safety,a distributed fiber temperature detecting system is proposed in this paper. The optical time domain reflection technology and Raman scattering technique are adopted in the system,which is composed of temperature detection host computer,temperature detection cable and CSM host,and has high sensitivity and positioning accuracy. The surface temperature of power cable is got by the fiber cable,passed to the temper-ature detecting host computer for data analysis,and displayed the power cable temperature status and alarm on the CSM host. In order to verify the effectiveness of the distributed fiber temperature detecting system,a temperature detecting experiment was car-ried out in a domestic tunnel. The experimental results proved that the system can accurately response the real-time status of field running power cable,timely find and position the temperature abnormal points;when the cable surface temperature ex-ceeds the preset warning temperature value,the system outputs an alarm signal immediately to avoid the accident of the power line.%针对目前电力电缆安全中突出的火灾探测问题，提出了一种分布式光纤测温系统，该系统采用光时域反射技术和拉曼散射测温技术，由测温主机、测温光缆及CSM主机构成，具有极高的灵敏度和定位精度。
分布式光纤温度测量系统-----------------电缆温度测量的应用引言光纤传感技术是在上世纪七十年代伴随着光纤通信的蓬勃发展而提出来的,它与光时域反射技术密切结合迅速崛起,经过几十年的发展而在多个领域广泛应用。
与传统的传感器相比,光纤传感器具有轻质,耐腐蚀,耐高温,防水防潮,抗电磁干扰等一系列优点,因此在恶劣环境中颇具用途。
而分布式光纤传感技术除具备上述特点以外,还具备实时获取在传感光纤区域内随时间和空间变化的测量分布信息的能力。
准确的说,它可以精确测量光纤沿线上任一点的温度信息,如果把光纤纵横交错连接成网状,则可以构成规模庞大的地毯式动态监测网,实现对目标的实时全方位检测。
特别是在我国，每年发生的有关电器的火灾事故大多是因为电线或电缆长期运行过热烧穿绝缘所引起，所以对于温度的监测十分重要，这也是本文设计的分布式光纤温度测量系统的重要应用。
结构与测量原理分布式光纤温度传感器获取空间温度分部信息的原理是利用光在光线中传输能够产生向后散射。
在光线中诸如一定能量和宽度的激光脉冲，它在光线中传输的同时不断产生后向散射光波，这些广播的状态受到所在光纤散射点的温度影响而改变，将散射回来的光波经波分复用、检测解调后，送入信号处理系统便可将温度信号实时显示出来，并且由光线中光波的传输速度和背向光回波的时间可对这些信息定位。
1 拉曼散射原理微观世界中任何分子和原子都在不停地运动,光纤的分子和原子也不例外,存在着分子振动。
泵浦光通过分子时打破了分子振动原有的平衡,振动分子将与之发生能量交换。
当产生光子的能量小于泵浦光子的能量(分子振荡吸收泵浦光子的能量)时,称为斯托克斯散射。
当产生光子的能量大于泵浦光子的能量(分子振荡的能量传给光子)时,称为反斯托克斯散射。
斯托克斯散射和反斯托克斯散射统称为拉曼散射。
拉曼散射过程的能级示意图如图1所示。
其中, E1、E2 分别表示分子振动的两个能级,两个能级之间相差h Δν,即E2 = E1 + h Δν。
2021年$46卷第2期Vol.46No.2与管理Energy Technology and Management175doi:10.3969/j.issn.l672-9943.2021.02.067分"式光纤测温技术*煤矿采空区01应用张灿明，李卫龙（安徽省煤炭科学研究院煤矿火灾热害防治研究中心，安徽合肥230001）［摘要］针对淮北矿业集团芦岭煤矿！929综放工作面复杂的地质条件，提出在采空区机、风巷预埋分布式光纤对采空区的温度进行实时监测技术，为采空区的防火工作提供参考依据。
现场应用表明，分布式光纤测温技术能准确定位、快速地对采空区的温度进行检测及预警,进一步完善了煤矿采空区自燃预警技术。
［关键词］分布式光纤测温技术；实时监测；自燃预警；准确定位［中图分类号］TD75［文献标识码］&%文章编号］1672-9943（2021）02-0175-030引言煤自燃的发生和发展是一个极其复杂的9动态变化的、自动加速的物理化学过程，其实质是一个缓慢地自动氧化、放热、升温最后引起燃烧的过煤自燃是煤与氧自发产生的氧化放热反应,始于物理吸附，然后发生化学吸附和化学反应，放出热量。
因此,采空区内遗煤自燃状况最直接的体现就是煤的温度变化。
自然发火所采用的综合性防治措施，如均压、喷注阻化剂、注、化 ，煤炭自燃起一的用，存在盲目性，往往耗资大，缓自然发火现，的生产［2：o如在综放，地采空区内温度变化，煤自燃状况，是自燃防治的o煤：929综放煤的自燃况开展。
1采空区分布式光纤测温监测技术研究温用，，性、、展性、化 ，［$"。
现实况，在、施性性，最大度采空区内温度变化⑷。
煤；929体况，现巷铺设l路光纤、风巷铺设3路。
每沿链板机向采空区的纵深深入30m,风巷3路的埋入间隔为30m。
埋入采空区内的采用筛管，在上下隅角采用压油管。
光铺设后，应加强维护，提防级,保证正常测温、取样。
布置设计如图l所示。
电气与信息工程河南科技Henan Science and Technology总第811期第17期2023年9月收稿日期：2023-03-29作者简介：时培源（1985—），男，本科，工程师，研究方向：煤矿机电；邓高鹏（1987—），男，本科，工程师，研究方向：煤矿机电。
分布式光纤测温系统在陈四楼煤矿的应用时培源邓高鹏（河南能源化工集团永煤公司陈四楼煤矿，河南商丘476600）摘要：【目的】介绍陈四楼煤矿分布式光纤测温系统的组成、原理、实施方法及应用效果。
根据陈四楼煤矿井下现场状况，提出矿井分布式光纤测温的具体实施方法。
【方法】该系统由光纤传感器、光纤仪表、可调谐噪声抑制装置、数据传输装置及远程服务器组成，能实现长距离、高精度、高可靠性的环境温度测量和实时在线显示，适用于煤矿井下各种精确温度测量任务。
【结果】从应用范围来看，该系统可用于煤矿井下各种精确测温任务，如变电所电缆温度、机房硐室环境温度、大巷温度等。
【结论】分布式光纤测温系统能有效测量煤矿井下温度，误差小。
该系统结构简单，维护和使用方便，为煤矿井下光纤测温的研究提供新的解决方案。
关键词：光纤；测温；分布式中图分类号：TD727.2；TP274文献标志码：A文章编号：1003-5168（2023）17-0010-04DOI ：10.19968/ki.hnkj.1003-5168.2023.17.002Application of Distributed Optical Fiber Temperature MeasurementSystem in Chensilou Coal MineSHI Peiyuan DENG Gaopeng(Chensilou Coal Mine,Yongmei Company,Henan Energy and Chemical Industry Group,Shangqiu 476600,China)Abstract:[Purposes ]This study introduces the composition,principle,implementation method,and ap⁃plication effect of the distributed fiber optic temperature measurement system in Chensilou Coal Mine.Based on the on-site situation of Chensilou Coal Mine,a specific implementation method for distributed fiber optic temperature measurement in the mine has been proposed.[Methods ]The system is composedof fiber optic sensors,fiber optic instruments,tunable noise suppression devices,data transmission de⁃vices,and remote servers.It can achieve long-distance,high-precision,and high reliability environmen⁃tal temperature measurement and real-time online display,and is suitable for various precise tempera⁃ture measurement tasks in coal mines.[Findings ]From the perspective of application scope,the system can be used for various precise temperature measurement tasks in coal mines,such as cable temperature in electrical substation,ambient temperature in machine room and cavern,roadway temperature,etc.[Conclusions ]The distributed fiber optic temperature measurement system can effectively measure the underground temproture of coal mines with minimal error .The system has a simple structure and is easy to maintain and use,providing a new solution for the research of underground optical fiber tempraturemeasurement in coal mines.Keywords:optical fiber;temperature measurement;distributed引言煤矿井下温度过高，会导致瓦斯放散量增加，容易发生瓦斯爆炸，导致安全系数降低，严重危及煤矿作业人员的生命安全。
分布式无源光纤测温系统在煤矿采空区应用中存在问题的探究陕煤蒲白建庄矿业公司王志荣摘要：煤矿采空区是一个密闭无风温度相对恒定的环境，如果采空区温度变化了，那么，采空区就会存在空气流动，进入采空的氧气就会与采空区内剩余的煤发生氧化反应，采空区就可能会发生自燃爆炸的重大安全隐患。
研究采空区温度和气体变化就可以分析采空环境变化，及时发现采空区存在的问题，从而采取有效的防治措施，将采空区隐患消灭在萌芽状态，确保矿井安全生产正常有序进行。
目前，煤矿引入了一种分布式无源光纤在线测温技术应到了对采空区温度变化进行实时监测，但是在实际应用中还存在一些亟待解决的问题，如果这些问题解决不好，那么，这种系统对煤矿安全管理来说自身就是一种安全隐患，不但起不到安全预警作用反而使煤矿放松了安全管理。
关键词：采空区、无源、测温温度预警光缆长度、过滤屏蔽煤矿开采过程中，采空区常常给煤矿的正常生产带来危害。
由于在煤矿开采过程中采空区存在大量的遗留的浮煤，浮煤的存在为煤矿自燃提供了物资条件。
煤矿自燃严重威胁着煤矿的安全生产、制约着煤矿的生产，而采空区煤矿自燃在煤矿自燃发生总体中占有重要的部分，我国国有重点煤矿中采空区煤矿自燃占自燃火灾的60%。
水火无情，防火关键是预防，而分布式无源光纤测温系统系统的技术特点看似非常适宜对采空区的温度进行实时监测，预先铺设在采空区内的光缆对采空区内温度进行实时监测，通过温度变化能及时发现采空区存在自然倾向，当温度预警后，实施相应的安全措施从将采空区安全隐患消灭在萌芽状态，确保矿井安全生产的正常进行。
1，分布式无源光纤测温系统在煤矿应用中存在的问题某矿于2014年6月引入分布式无源光纤测温系统，安装在1012工作面，2014年7月调试完成，随做工作面的推采，发现系统与当初的设想偏差很大，根据分布式无源光纤测温系统的温度报警对采空区采取注氮和灌浆措施以降低采空区温度，措施实施后并没有将采空区温度降下来，报警也没有消除，反复几次证明是系统误报，误报警不但造成财力物力人力的浪费，使人们对分布式无源光纤测温技术在煤矿采空区的应用产生了质疑。
Vol. 44 No. 4 矿业安会与环保第44卷第4期Aug. 2017 MINING SAFETY & ENVIRONMENTAL PROTECTION 2017 年 8 月徐宝超，翟恩发，许时昂，等.分布式光纤技术在矿井温度测试中的实验[J].矿业安全与环保，2017,44(4):32-36.文章编号= 1008-4495(2017)04-0032-05分布式光纤技术在矿井温度测试中的实验徐宝超1，翟恩发2，许时昂1，程爱民2，高银贵2(1.安黴理工大学地球与环境学院，安黴淮南232001; 2.淮矿西部煤矿投资管理有限公司，内蒙古鄂尔多斯017000)摘要:矿井温度异常将会导致矿井火灾和重大事故的发生，为此利用分布式光纤测温技术实现对 矿井温度的在线监测和预警。
通过室内实验装置对传感光缆的温度系数进行标定，同时把该测温系统 布置在某矿区61101回风巷内，进行为期半个多月的在线监测，结果表明：利用该测温技术处理得到的 温度变化曲线能准确反映巷道温度变化趋势，曲线上异常点区域可作为精准判断温度异常位置的依 据;700 m长测线系统布置能够较好地适应现场环境，其获得的数据量丰富可靠，曲线特征明显。
该测 温技术定位精度高、运行可靠，且能适应长距离监测，满足矿井温度监测需要。
关键词：矿井温度;分布式光纤测温技术;温度系数标定;在线监测中图分类号:TD75 +2. 1文献标志码：B网络出版时间:2017-08-03 14:43网络出版地址：/kcms/detail/50. 1062. TD.20170803. 1443.014. htm lExperiment of Distributed Optical Fiber Technology in Mine Temperature Measurement XU B aochao1 , ZHAI En^a2 , XU S hiang1 , CHENG Aim ing2 , GAO Yingui2(1. School of Earth and Environment, Anhui University of Science and Technology, Huainan 232001, China;2. Western Coal Mine Investment Management Co. , Ltd. , of Huanan Mining Group, Erdos 017000, China)Abstract: The abnor^nal temperature will lead to the occurrence of mine fire and major accidents, for this purpose, the distributed optical fiber temperature measurement technolog^^ is used to realize the online monitoring and early warning of mine temperature. The temperature coefficient of the optical fiber cable is calibrated by an indoor experimental device, and the temperature measuring system is arranged in 61101 air return way in a coal mining area and the online monitoring was conducted for more than half a month. The test results showed that the temperature variation curves processed by this temperature measurement technology could accurately reflect the trend of the temperature variation in the roadway, the regional abnormal spots on the curve could be used as the basis for accurately judging the abnormal position of the temperature; 700 m long line layout system could well adapt to the site environment, the amount of data is rich and reliable, and the characteristics of the curve is obvious. This temperature measurement technology is of high positioning accuracy and reliable operation and can be used for long distance temperature monitoring and meet the needs of mine temperature monitoring.Keywords： mine temperature；distributed optical fiber temperature measurement technology; temperature coefficient calibration; online monitoring在矿井安全生产中，井下温度监测是一项重要 的工作内容[|]。
分布式光纤测温在煤矿带式输送机火灾监测的应用摘要：煤炭是我们最重要的能源,在促进经济可持续发展方面发挥着重要作用。
在采矿阶段,最常见的传输方式是皮带传输，该方法的运输量较大，同时能够维持一定的时间。
但是在具体应用阶段，因为受到其他因素的影响导致一系列问题出现，对传输工作的质量和效率造成影响。
采用分布式光纤温度测量系统,可以提高煤的输送水平,准确测量皮带各点的温度,及时发现故障,解决问题。
关键词：煤矿；皮带传输机；分布式；光纤测温系统煤炭资源作为国家的主要能源,在国家的社会经济发展中发挥着非常重要的作用。
安全煤炭生产与煤炭、能源供应及其对社会经济发展的影响直接相关。
因此,对煤矿设备系统的研究,以确保安全运行和高效利用,是非常积极和重要的。
一、分布式光纤测温系统的结构功能与工作原理分析1.分布式光纤温度测量系统的基本结构和功能,结合分布式光纤温度测量系统的设计和应用,系统结构主要包括光纤通信和光纤检测、信号控制和信号调制的功能结构。
根据系统中各功能结构的具体工作和工作条件,还可分为光信号传输、DSP数据处理、光波复用、温度控制等各种结构部件。
分布式光纤温度测量系统的主要硬件包括温度计,光纤传感器,状态机,监控和报警系统。
其中,分布式光纤温度计系统中的中央温度计算器是整个系统的主体,操作系统不仅可以传输光信号,还可以分析和维护光电转换和信号消耗的频谱。
但它也具有适当的信号放大和信号控制功能，这些功能对整个系统的正常运行有重要影响，分布式光纤测温系统中测温主机进行温度测量的范围约为7km左右，温度测量可达0.1C分辨率,根据温度测量结果,使用36个报警信号来检查相关设备的状况,提供光学线路运行信息,为人员提供支持。
此外,CAS机主要应用于分布式光纤温度测量系统,支持本地软件的安装,通过信息采集和数据分析与系统中的温度测量节点建立连接,并支持与节点的通信。
这确保了系统的正常运行，光纤温度传感器通常放置在煤矿带式输送机托辊的光纤温度传感器系统中，以便实时监控和分析温度变化信号，这一点很重要，因为光纤温度传感器采集和分析温度信号非常重要，分布式光学温度传感器系统不仅能快速采集和分析温度信号，而且能有效地提高整个系统的测量范围。
