一种地浸铀矿蒸发池的分布式光纤渗漏监测系统的制作方法

本发明属于温度的测量、光波的测量和计算机技术领域，具体涉及一种地浸铀矿蒸发池的分布式光纤渗漏监测系统。

背景技术：

蒸发池是地浸采铀生产过程中的重要设施。目前我国已建地浸铀矿的蒸发池都没有监测渗漏的有效方法，最多通过视频监控的方式观察现场情况，无法保证蒸发系统安全可靠的运行，无法有效降低蒸发池渗漏带来的环境污染和安全风险。

技术实现要素：

本发明的目的在于提供一种技术安全保障性较高、有效降低蒸发池渗漏带来的环境污染和安全风险的地浸铀矿蒸发池的分布式光纤渗漏监测系统，以解决地浸铀矿蒸发池的渗漏监测问题。

为达到上述目的，本发明所采取的技术方案为：

一种地浸铀矿蒸发池的分布式光纤渗漏监测系统，包括操作电脑、渗漏监测系统主机、光纤接续盒a、通信光纤、光纤接续盒b、监测光纤、加热装置、电源切换开关、串口光端机a、串口光端机b；现场的监测光纤敷设于蒸发池底部，之后在上面铺设细沙，加盖土工膜；设在控制中心的渗漏监测系统主机接光纤接续盒a通过通信光纤接设在蒸发池就地控制箱的光纤接续盒b，光纤接续盒b再与蒸发池底部的监测光纤连接，操作电脑通过串口光端机a和串口光端机b连接现场的加热装置；渗漏监测系统主机发出控制命令给加热装置通过电源切换开关对监测光纤进行加热处理，发射激光传输到现场的监测光纤，激光通过监测光纤后反射回来传输回渗漏监测系统主机。

所述的监测光纤为可加热分布式光纤。

现场有多个蒸发池，采用光纤接续盒将所有光纤首尾连接，并对蒸发池进行编号，对监测光纤进行地址编码，然后与渗漏监测系统主机的通道相连。

所述的渗漏监测系统主机用于发射光信号并对反馈信号进行处理、运算、存储，得到渗漏部位温度变化数据。

所述的监测光纤用于探测监测点温度并对信号进行传输。

所述的操作电脑用于渗漏监测系统软件系统的安装，通过操作电脑对渗漏监测系统主机进行配置，以曲线的形式实时显示探测点的温度数据。

当蒸发池发生渗漏时，底部局部区域温度会迅速下降；根据激光脉冲在监测光纤中传输时背向拉曼散射的温度效应，可获取监测光纤沿线各点的温度即实现温度的分布式测量，从而可进行蒸发池的渗漏监测和渗漏点定位；当某一监测点的温度低于报警阈值时，渗漏监测系统主机会进行渗漏位置定位计算，同时发出声光报警，并在操作电脑上显示报警位置及温度，记录报警数据及时间。

本发明所取得的有益效果为：

本发明采用由渗漏监测系统主机和现场的分布式光纤组成的渗漏监测系统进行渗漏监测，渗漏监测主机发射的光束经过光纤传感器，光纤传感器周围的温度场会导致光束在光纤内产生拉曼散射，根据检测反射光的波长变化即可测出光纤传感器周围的温度场，当某一监测点的温度低于报警阈值时，系统主机会进行渗漏位置定位计算，同时发出声光报警，并在操作电脑上显示报警位置及温度，记录报警数据及时间。

本发明采用可加热光纤作测温传感器，建立渗漏监测系统，可加热光纤同时作为传感探测单元和信号传输通道。光纤传感探测和信号传输依靠光信号不受电磁干扰，是一种安全的渗漏监测系统。另外，光纤传感器是一种分布式传感器，可实时监测光纤沿线各点的温度，大大增加了监测点数目，有效提高蒸发池渗漏监测系统的可靠性和定位精度。

本发明采用分布式光纤渗漏监测系统，与传统的热电偶监测方法相比，分布式光纤渗漏监测系统具有明显的优点：传感系统不受电磁干扰、结构紧凑、灵敏度高、使用灵活方便、使用寿命长、安全可靠，此外，分布式光纤监测系统的监测点多，方便实现传感信号的长距离传输和集中处理。

分布式光纤渗漏监测系统能够实现蒸发池渗漏的实时监测，精确反映蒸发池底部的运行状态。该系统监测精度高、反应速度快、定位准确、稳定可靠，能够实时显示蒸发池渗漏位置和渗漏时间等渗漏信息。此外系统还可实时记录蒸发池底的温度场分布，能以曲线和数字两种方式显示，监测数据可长期存储，方便查询。

本发明适用于各种规模蒸发池，用于监测蒸发池的渗漏情况。目前国内在建及已建铀矿山的蒸发系统均可采用该技术，提高其安全监测水平。因此该技术具有较广阔的应用前景。

附图说明

图1为地浸铀矿蒸发池的分布式光纤渗漏监测系统结构图；

图2为分布式光纤在蒸发池底的敷设示意图；

图中：1、操作电脑；2、渗漏监测系统主机；3、光纤接续盒a；4、通信光纤；5、光纤接续盒b；6、监测光纤；7、加热装置；8、电源切换开关；9、串口光端机a；10、串口光端机b。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施例对本发明进行详细说明。

如图1、图2所示，本发明所述地浸铀矿蒸发池的分布式光纤渗漏监测系统包括操作电脑1、渗漏监测系统主机2、光纤接续盒a3、通信光纤4、光纤接续盒b5、监测光纤6、加热装置7、电源切换开关8、串口光端机a9、串口光端机b10。其中监测光纤6为可加热分布式光纤。

现场的监测光纤6根据蒸发池大小按照一定距离和方法敷设于蒸发池底部，之后在上面铺设细沙，加盖土工膜；设在控制中心的渗漏监测系统主机2接光纤接续盒a3通过通信光纤4接设在蒸发池就地控制箱的光纤接续盒b5，光纤接续盒b5再与蒸发池底部的监测光纤6连接，操作电脑1通过串口光端机a9和串口光端机b10连接现场加热装置7；渗漏监测系统主机2发出控制命令给加热装置7通过电源切换开关8对监测光纤6进行加热处理，发射激光传输到现场的监测光纤6，激光通过监测光纤6后反射回来传输回渗漏监测系统主机2。现场有多个蒸发池，采用光纤接续盒将所有光纤首尾连接，并对蒸发池进行编号，对监测光纤6进行地址编码，然后与渗漏监测系统主机2的通道相连。

渗漏监测系统主机2用于发射光信号并对反馈信号进行处理、运算、存储，得到渗漏部位温度变化数据；加热装置7和电源切换开关8用于对监测光纤6进行加热；加热装置7通过电路连接电源切换开关8，根据渗漏监测系统主机2的命令切换通道加热监测光纤6；监测光纤6用于探测监测点温度并对信号进行传输；光纤接续盒a3和光纤接续盒b5用于连接监测光纤6与渗漏监测系统主机2；串口光端机a9和串口光端机b10用于操作电脑1与加热装置7的通讯，发送控制命令给加热装置7，用于监测光纤6加热；操作电脑1用于渗漏监测系统软件系统的安装，通过操作电脑1对渗漏监测系统主机2进行配置，以曲线的形式实时显示探测点的温度数据。

当蒸发池发生渗漏时，底部局部区域温度会迅速下降。根据激光脉冲在监测光纤6中传输时背向拉曼散射的温度效应，可获取监测光纤6沿线各点的温度即实现温度的分布式测量，从而可进行蒸发池的渗漏监测和渗漏点定位。当某一监测点的温度低于报警阈值时，渗漏监测系统主机2会进行渗漏位置定位计算，同时发出声光报警，并在操作电脑1上显示报警位置及温度，记录报警数据及时间。

技术特征：

技术总结
本发明属于温度的测量、光波的测量和计算机技术领域，具体涉及一种地浸铀矿蒸发池的分布式光纤渗漏监测系统。设在控制中心的渗漏监测系统主机接光纤接续盒A通过通信光纤接设在蒸发池就地控制箱的光纤接续盒B，光纤接续盒B再与蒸发池底部的监测光纤连接，操作电脑通过串口光端机A和串口光端机B连接现场的加热装置；渗漏监测系统主机发出控制命令给加热装置通过电源切换开关对监测光纤进行加热处理，发射激光传输到现场的监测光纤，激光通过监测光纤后反射回来传输回渗漏监测系统主机。本发明适用于各种规模蒸发池，用于监测蒸发池的渗漏情况。

技术研发人员：侯录;侯江;刘兆萍;伍宪玉;闫晔;关键;张彩萍;邱军军;杨翀玉;兰天;曾国勤;张楠
受保护的技术使用者：核工业北京化工冶金研究院
技术研发日：2016.12.27
技术公布日：2017.07.14