光纤传感技术在煤矿机电设备安全状态监测系统中的应用

发布时间：2017-09-26 09:16

  本文关键词：光纤传感技术在煤矿机电设备安全状态监测系统中的应用

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【摘要】：瓦斯、顶板、冲击地压、采空区自然发火、水害、机电设备运行隐患等构成我国煤矿安全生产主要灾害。随着煤矿机械化、自动化程度的逐步提升,由于机电设备运行故障引发的发火等安全隐患及次生灾害增加的趋势也十分明显,因此对设备运行状态的在线监测十分必要。当前,煤矿重大灾害监测预警技术水平与安全生产要求之间还存在着较大差距,主要表现在：检测技术落后、传感器可靠性差、维护工作量大、监控系统在信号采集及传输线路中受电磁场干扰严重等。本论文立足光纤煤矿安全生产监测的迫切需求,以煤矿机电设备为重点研究对象,探讨煤矿机电设备相关故障对煤矿安全开采的影响,以此为基础研究基于光纤传感技术的煤矿机电设备安全状态监测新技术和新方法,建立远程实时安全监测预测和决策支撑体系,本论文采用现场调研、室内测试、数值与物理模拟实验、现场工程示范等多种试验方法,对煤矿机电设备安全状态主要参数振动、温度利用光纤传感技术进行集中采集。与传统煤矿机电设备人工巡检的方式相比,利用光纤传感技术监控的设备范围、空间区域有大幅度提升,对监测数据的信息融合和智能化决策程度也有大幅度提升,通过对供水、通风和各种机电设备的状态监测,提升了安全高效生产的保障能力。文中建立的煤矿机电设备安全状态监测系统已经在兖矿集团兴隆庄煤矿获得良好应用。
【关键词】：煤矿机电设备 光纤传感 安全状态监测 光纤振动传感器 FBG
【学位授予单位】：山东大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：TD76;TP212
【目录】：

• 摘要10-11
• ABSTRACT11-13
• 第一章 绪论13-17
• 1.1 论文选题来源13-14
• 1.2 国内外背景简介14-15
• 1.3 论文主要研究内容15
• 1.4 论文结构15-16
• 1.5 本章小结16-17
• 第二章 煤矿光纤传感及光纤光栅解调原理17-26
• 2.1 光纤与光纤传感器17-19
• 2.1.1 光纤的结构17-18
• 2.1.2 光纤传感器18-19
• 2.2 光纤传感在煤矿中的应用19-24
• 2.2.1 基于光纤光栅的物理量监测原理19-21
• 2.2.2 基于拉曼散射的分布式温度监测原理21-23
• 2.2.3 基于可调谐激光光谱吸收的气体监测原理23-24
• 2.3 光纤光栅传感信号解调方法24-26
• 第三章 光纤煤矿机电设备安全监测系统研制26-39
• 3.1 系统设计26-31
• 3.1.1 系统配置26-27
• 3.1.2 信号采集模块设计27-28
• 3.1.3 软件计算程序部分代码28-30
• 3.1.4 光纤光栅解调仪设计30-31
• 3.2 光纤振动传感器研制31-37
• 3.2.1 光纤振动传感器设计31-34
• 3.2.2 光纤振动传感器封装34-35
• 3.2.3 光纤振动传感器标定35-37
• 3.3 本章小结37-39
• 第四章 工业性应用及数据分析39-78
• 4.1 工业性应用系统介绍39-47
• 4.1.1 研究内容39
• 4.1.2 测点布置39-40
• 4.1.3 施工工艺40-41
• 4.1.4 系统软件及上位机设置41-46
• 4.1.5 报警设置46-47
• 4.2 数据分析47-53
• 4.2.1 振动频率特征反映设备正常运行的重要依据47-48
• 4.2.2 振动频率特征反映设备及支撑系统运行故障48-49
• 4.2.3 振动时频域特征反映设备运行状态的变化49-50
• 4.2.4 长期运行时反映设备运行状态的变化50-53
• 4.3 工业性实验53-66
• 4.3.1 托辊振动定位工业性实验53-63
• 4.3.2 压风机振动试验63-64
• 4.3.3 生产设备温度测试64-66
• 4.4 工业性应用运行情况66-72
• 4.4.1 压风机房设备监测66
• 4.4.2 提升机房设备监测66-68
• 4.4.3 中央泵房设备监测68-69
• 4.4.4 一采主皮监测69-72
• 4.5 故障分析及改进措施72-77
• 4.5.1 压风机房状态监测72-74
• 4.5.2 提升机状态监测74-75
• 4.5.3 中央泵房水泵和电机状态监测75
• 4.5.4 一采主皮机头状态分析75-77
• 4.6 本章小结77-78
• 第五章 总结与展望78-80
• 5.1 工作总结78-79
• 5.2 展望79-80
• 参考文献80-83
• 致谢83-84
• 学位论文评阅及答辩情况隶表84

【引证文献】

中国重要会议论文全文数据库 前1条

1 刘媛;孙志慧;王昌;刘统玉;;基于拉曼散射的分布式光纤传感系统研究及应用[A];中国光学学会2010年光学大会论文集[C];2010年

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本文编号：922638