【摘 要】
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近年来,硫化矿石自燃的安全事故时有发生,造成了人员伤亡和巨大的经济损失。因此,建立一套安全可靠的对硫化矿石自燃的实时监测系非常有必要。光纤光栅传感技术以其电绝缘、
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近年来,硫化矿石自燃的安全事故时有发生,造成了人员伤亡和巨大的经济损失。因此,建立一套安全可靠的对硫化矿石自燃的实时监测系非常有必要。光纤光栅传感技术以其电绝缘、体积小、抗电磁干扰、易复用、信号可远距离传输、便于实现实时在线监测等优点,为硫化矿石温度的测量提供了较好的技术手段。 本文首先对分析现阶段国内外对硫化矿石自燃的各种预报技术以及各自的不足之处,提出建立基于光纤光栅传感器技术的硫化矿石自燃的实时监测系统的必要性。接着对光纤光栅的传感原理作了具体分析,组建了光栅传感器的数学模型,同时介绍了光纤光栅传感器的分类以及成栅技术。 通过分析硫化矿石自燃机理和硫化矿石从氧化自热到自燃整个过程的特征规律,提出最高温度和升温率作为判断硫化矿石自燃倾向的指标。归纳分析了分布式光纤光栅传感系统的解调方案,比较了各自的优缺点,在此基础上,选择MOI公司的Si720光栅调节仪,组建针对与硫化矿石自燃的在线监测系统。 在LabVIEW环境下二次开发了适用于硫化矿石堆自燃的客户端软件。实现了单个传感器的温度变化曲线的显示、被测物理量的时实显示、数据的存储、历史数据的读取等原软件所不具备的功能,并给出中心波长检测算法和报警信号判决所需的数学模型。 最后,将设计的系统应用到硫化矿石堆的物理模型中,以检验系统的可靠性和稳定性,同时验证硫化矿石从氧化自热到自燃整个过程的特征规律。实验还对现场施工中传感器的选择、安装和光纤的布设情况进行了研究,使本系统更加实用性。实验证明,使用该监测系统是稳定可靠的,但仍然存在着一些不足,期待在以后的研究中进一步改进。
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