分布式光纤监测原理是依据光纤中的背向散射光强与温度有关的物理规律实现的，系统具有光信号的发生、光谱分析、光电转换、信号放大和处理的等功能，利用光纤中的激光雷达技术进行距离定位，利用喇曼效应对温度进行测量，采用长距离矿用铠装光缆作为温度传感器，本身不带电，可以实现大范围、长距离的实时温度监测，具有本质绝缘、防爆、防雷、防腐蚀、抗电磁干扰等传统温度传感器不可比拟的优点，再通过系统主机采集温度数据、分析结果并实时上传
1.系统结构
监控装置包括：监控中心站、监控分站、网络交换机、阀门控制器等相关设备。其中火灾探测用传感器包括：分布式光纤测温主机、感温光缆，其中感温光缆可检测沿光缆直径1m范围内温度异常等。
矿用分布式光纤测温系统架构图（不含洒水）
2.方案设计
2.1设备布置
在监控机房布置1台工控主机，安装正版操作系统、数据库及分布式光纤测温系统软件，用于系统数据采集、存储及展示。在皮带机头布置1台光纤测温主机，感温光纤接入测温主机，用于采集、定位皮带沿线温度。在皮带两侧布置感温光纤并预留20%余量，能够实现对由托辊高温异常引发的火灾和皮带支架底部煤粉引燃暗火的精确探测。
2.2分布式光纤测温主机及光缆选型
2.2.1光纤测温主机选型
光纤测温主机主要由室内一般型、户外型和防爆型。安装在原煤系统属于防爆区域，针对选煤厂特点我们可以选择KJ190-F型光纤测温主机进行与系统配套，为方便后续继续扩展使用主机选用4通道，单通道4kM设备。
2.2.2感温光缆选型
感温光缆是本项目中一个重要组成部分，充当了传感器的作用，探测光缆的选择主要考虑以下几点：
①导热性能：能够快速感受出外界温度的变化。
②传输性能：在传输很长距离后，衰减要低。
③机械性能：由于原煤系统现场应用环境较复杂，要求长期工作在潮湿、粉尘、可能存在挤压或冲击等恶劣环境中
与传统的通信光纤不同，本系统所采用的测温光纤必须具备两个方面的优越性能。第一，光缆应具有良好的温度感测特性，即快速的温度感应能力，良好的机械弯曲特性。第二，光缆应具备与原煤系统环境相适应的抗机械拉伸、抗机械冲击能力和阻燃特性。因此，选煤厂应采用适当厚度的矿用阻燃材料为阻燃护套，不锈钢松套管为外护套，添加芳纶纱增加光纤抗拉强度；应用紧包光纤的套塑层和阻燃护套一起缓冲测压力对光纤的冲击，能承受高强度，高对抗挤压，纵向及横向均不漏水，卓越的防咬噬等性能。综上可以选用自承式感温光缆，可减少钢丝绳加强吊挂，可靠性高。
3.主要功能特点
3.1系统的基本功能
1、检测精度±1m，具备实时温度检测显示，数据存储。
2、具有连续监测测温光缆所在区域实时温度的数据采集功能；
3、具有数据分析，逻辑判断功能，具有报警分区设置功能，具有绝对温度报警、相对温度报警、温升斜率报警功能；
4、分析确认火区发展规律，预测未来火区发展趋势。
5、火区监测点异常报警。
3.2系统的软件功能
1）监控系统软件为多窗口应用，中文界面，有电子地图功能，用于展示用户设备布置状态；
2）实时显示线路上的温度分布曲线、各点温度随时间变化曲线；
3）报警功能：分布式光纤测温系统应具有连续测温功能，能检测区域温度变化情况，报警数据可在软件中设置，每个区域可以设置3种报警类型：最高温度报警、温度上升速率报警。同时具有光纤破坏报警、测温设备异常报警等功能。报警方式除主控机屏幕显示，音效和发送报警短消息等基本要求外，并可输出符合工业标准的报警输出；
4）分区测量：能对测量区域在长度上进行分区，对某些区域进行局部重点监测；
5）记录两年内历史信息（取样间隔不大于1小时）；
6）软件系统可同时连接扩容的多台主机，并实现上述所有功能；
7）自诊断功能，系统中光纤测温主机、光缆等设备发生故障时，报警并记录故障时间和故障设备，以供查询及打印；
8）与现有后台系统集成，方便的将采集数据交与系统后台，实现远程访问数据。
3.3测温软件功能及预期实现效果
a）测温控制主机可通过中央报警控制盘的PC机在WINDOWS环境下由工程师调试编程完成。设定区域长度及报警点以及系统校定等均采用Window版本软件来完成。测温控制主机通过通讯接口与PC机相连用于显示。在PC机上可实时显示光缆的温度轨迹，报警信号能突出显示，并能确定及显示光缆受损点实际位置。
b）当光缆受损，系统能及时定位受损点，并通过光纤熔接机对其进行熔接。
c）系统可对报警区域长度及报警点进行整体编程，报警点及区域长度能根据现场情况灵活调整，并与现场实际情况完全相符。
d）每一报警控制区可有多级定温报警（如30℃初报警，40℃预报警，50℃采取措施等）及温升速率设定，并且可根据环境不同进行温度修正。温升速率的设定值可由现场监测情况确定。温升变化函数应可进行相应的调整。
e）系统具有良好的兼容性，可通过RS485标准接口与中央报警控制盘和其它控制设备进行互连，并提供多路继电器输出接口（输出继电器模块数量根据用户要求或消防工程的需要设定），将有关信号送至相关的控制设备进行区域报警判定及声光报警。所有信号输出准确、完整。
f）为避免发生误报警，在定温报警的同时，系统可就温升速率进行报警，并提供相应开关量信号输出。
g）报警控制区应可编程，并可按照用户的要求进行设计，可针对环境变化设置80~100个不同报警控制区域。
h）系统具有较好的扩展性，在其精度允许范围内，可对标准测量距离进行扩充。
i）系统可根据不同报警区分段、分级输出信号，以适应不同控制盘的需要。
j）系统具备安全记录功能，历史数据可能储存一年，并可进行有效审核。
k）系统软件具有曲线优化功能可根据需要对温度曲线进行优化处理，通过降噪算法对曲线进行平滑处理，通过曲线控件的属性设置降低了画面刷新的资源占用率，提高了系统流畅性和可操作性。
l）系统可根据实际运行环境对电缆温度进行自动标定，降低了后期人工维护成本。
4.结束语
综上，基于分布式光纤测温系统、火灾探测器、红外辐射感温技术，充分实现对皮带输送机、动力电缆及其他重点火灾监控区域的温度状况进行实时监测、超标报警及报警位置的准确定位。可以及时发现局部过热点，以便采取措施，改善该区域周围的散热条件，实现有效监督，有计划维护，有效避免恶性事故发生，从而增加设备运行和选煤厂生产的安全性。
参考文献：
【1】姚宇波;选煤厂带式输送机光纤测温监警监控系统研究[J];山西能源学院学报;2020年02期
