一种基于分布式光纤的新型防煤堆自燃预警装置的制造方法
【技术领域】
[0001]本实用新型属于煤矿安全预警领域，具体涉及一种基于分布式光纤的新型防煤堆自燃预警装置。
【背景技术】
[0002]近年来，随着工业生产总值的持续增加和生活水平的大幅提高，人们越来越关注生产安全的重要性，其中，由于近年来煤矿生产事故层出不穷，煤炭开采的安全性显得尤为重要。
[0003]在煤炭开采事故中，煤炭自燃事件是一种常见的安全事故。据统计，2007年阜新隆兴煤矿因而温度过高导致煤堆自燃，矿井发生火灾，四人因煤炭燃烧产生的一氧化碳中毒身亡；2012年12月山西一煤矿因发现不及时、处理不迅速而导致煤炭自燃发火事件，大量煤炭燃烧烟雾迫使该矿停产封闭处理，直接导致严重的经济损失；2015年8月新疆沙湾县一露天煤堆因升温过快、未及时降温而发生自燃，消防队出动两辆消防车和9名消防官兵奋战一个多小时才得以控制火势蔓延，造成煤炭资源的大量损失和周围环境的严重污染，所幸无人员伤亡。因此，设计一种新型防煤堆自燃装置已迫在眉睫。
[0004]防煤堆自燃装置是通过检测煤堆内部温度而实现的，然而，传统的煤堆测温装置采用温度传感器作为测温器件，这种传感器对煤堆内部温度的测量不够全面、准确，在实际的应用中会有较大的测量偏差，使用不方便。因此，本实用新型针对以上情况设计出一种基于分布式光纤的新型防煤堆自燃预警装置，这种装置可以更加精确、全面地测量出煤堆内部温度，价格低廉、使用方便，且可实现煤堆安全预警功能，有效防止煤堆自燃发火事故。
【发明内容】
[0005]本实用新型的目的是提供一种基于分布式光纤的新型防煤堆自燃预警装置，以提高煤堆温度检测的准确性，实现防煤堆自燃安全预警的目的。
[0006]为了达到上述目的，本实用新型所采用的技术方案为:
[0007]—种基于分布式光纤的新型防煤堆自燃预警装置，包括STM32主控制器，所述STM32主控制器上连接光纤测温模块、显示模块、现场预警模块和短信预警模块；所述光纤测温模块包括温度调制、FPGA控制器、电压跟随电路、含恒温电路的激光器、信号放大、光电转换、信号采集和模数转换；所述显示模块包括液晶显示器(1)和液晶显示器(2);所述现场预警模块包括安装于工作区的闪光报警器、语音报警器和视频监控器；所述短信预警模块采用无线通讯仪，所述无线通讯仪包括预警短信、信息发射器、无线传输和手机接收器。
[0008]所述温度调制是通过分布式光纤对煤堆温度进行调制和对分布式测量；所述FPGA控制器主要用于向含恒温电路的激光器提供可变调制信号；所述电压跟随电路用于防止调制信号变形，提高信号的稳定性；所述含恒温电路的激光器采用ADN8830ACD控制芯片作为温度管理控制器，用于控制激光器温度，稳定电压输出；所述信号放大采用负反馈电路设计，前置级采用型号为TD37的运放芯片，放大级采用MAX4269芯片，用于消除运行噪音，提高信号稳定性；所述信号采集采用双通道A/D采集卡，用于采集经光电转换得到的电信号，并通过模数转换得到需要的数字方波信号；所述液晶显示器(1)和液晶显示器(2)采用12864液晶显示器，分别用于显示激光器温度和煤堆温度；所述闪光报警器和语音报警器同时工作，以缩短反应时间，提高预警效果；所述视频监控器通过安装于煤堆周围的摄像头和总监控室的监控设备来完成，用于实时监控煤堆自燃位置和原因；所述无线通讯仪用于短信传输报警信号，可提醒负责人及时救援。
[0009]本实用新型与现有技术相比的有益效果体现在:
[0010]本实用新型同时采用STM32高性能芯片和FPGA控制芯片作为主、副控制器，既可以为激光器提供稳定的调制信号，又可以实现控制的独立性和层次性；采用电压跟随电路可大幅提高调制信号的稳定输出；采用ADN8830ACD控制芯片作为激光器中恒温电路的控制器，可大幅提高激光器的稳定输出，保证了光纤传输中信号源的稳定；采用双通道A/D采集卡提高了采集精度和转换速率，缩短了传输时间；同时采用闪光报警器、语音报警器和视频监控器可以实现多重预警效果；采用无线通讯仪可让负责领导实时关注煤堆安全，缩短指挥救援时间，减少人员伤亡和煤炭损失。在实际测试中，本装置可以很好地适应煤堆环境，并可准确地检测出煤堆温度，系统控制精确、平稳，适合推广。
【附图说明】
[0011]图1为本实用新型一种基于分布式光纤的新型防煤堆自燃预警装置总体框图。
【具体实施方式】
[0012]下面结合附图对本实用新型做详细的说明:
[0013]如图1所示，一种基于分布式光纤的新型防煤堆自燃预警装置，包括STM32主控制器，所述STM32主控制器上连接光纤测温模块、显示模块、现场预警模块和短信预警模块；所述光纤测温模块包括温度调制、FPGA控制器、电压跟随电路、含恒温电路的激光器、信号放大、光电转换、信号采集和模数转换，所述温度调制是通过分布式光纤对煤堆温度进行调制和对分布式测量；所述FPGA控制器主要用于向含恒温电路的激光器提供可变调制信号；所述电压跟随电路用于防止调制信号变形，提高信号的稳定性；所述含恒温电路的激光器采用ADN8830A⑶控制芯片作为温度管理控制器，用于控制激光器温度，稳定电压输出；所述信号放大采用负反馈电路设计，前置级采用型号为TD37的运放芯片，放大级采用MAX4269芯片，用于消除运行噪音，提高信号稳定性；所述信号采集采用双通道A/D采集卡，用于采集经光电转换得到的电信号，并通过模数转换得到需要的数字方波信号；所述显示模块包括液晶显示器(1)和液晶显示器(2)，所述液晶显示器(1)和液晶显示器(2)采用12864液晶显示器，分别用于显示激光器温度和煤堆温度；所述现场预警模块包括安装于工作区的闪光报警器、语音报警器和视频监控器，所述闪光报警器和语音报警器同时工作，以缩短反应时间，提高预警效果；所述视频监控器通过安装于煤堆周围的摄像头和总监控室的监控设备来完成，用于实时监控煤堆自燃位置和原因；所述短信预警模块采用无线通讯仪，所述无线通讯仪包括预警短信、信息发射器、无线传输和手机接收器，所述无线通讯仪用于短信传输报警信号，可提醒负责人及时救援。
【主权项】
1.一种基于分布式光纤的新型防煤堆自燃预警装置，包括STM32主控制器，所述STM32主控制器上连接光纤测温模块、显示模块、现场预警模块和短信预警模块；所述光纤测温模块包括温度调制、FPGA控制器、电压跟随电路、含恒温电路的激光器、信号放大、光电转换、信号采集和模数转换；所述显示模块包括液晶显示器(1)和液晶显示器(2);所述现场预警模块包括安装于工作区的闪光报警器、语音报警器和视频监控器；所述短信预警模块采用无线通讯仪，所述无线通讯仪包括预警短信、信息发射器、无线传输和手机接收器。2.根据权利要求1所述的一种基于分布式光纤的新型防煤堆自燃预警装置，其特征在于:所述温度调制是通过分布式光纤对煤堆温度进行调制和对分布式测量；所述FPGA控制器主要用于向含恒温电路的激光器提供可变调制信号；所述电压跟随电路用于防止调制信号变形，提高信号的稳定性；所述含恒温电路的激光器采用ADN8830ACD控制芯片作为温度管理控制器，用于控制激光器温度，稳定电压输出；所述信号放大采用负反馈电路设计，前置级采用型号为TD37的运放芯片，放大级采用MAX4269芯片，用于消除运行噪音，提高信号稳定性；所述信号采集采用双通道A/D采集卡，用于采集经光电转换得到的电信号，并通过模数转换得到需要的数字方波信号。3.根据权利要求1所述的一种基于分布式光纤的新型防煤堆自燃预警装置，其特征在于:所述液晶显示器(1)和液晶显示器(2)采用12864液晶显示器，分别用于显示激光器温度和煤堆温度。4.根据权利要求1所述的一种基于分布式光纤的新型防煤堆自燃预警装置，其特征在于:所述闪光报警器和语音报警器同时工作，以缩短反应时间，提高预警效果；所述视频监控器通过安装于煤堆周围的摄像头和总监控室的监控设备来完成，用于实时监控煤堆自燃位置和原因。5.根据权利要求1所述的一种基于分布式光纤的新型防煤堆自燃预警装置，其特征在于:所述无线通讯仪用于短信传输报警信号，可提醒负责人及时救援。
【专利摘要】本实用新型提供了一种基于分布式光纤的新型防煤堆自燃预警装置，属于煤矿安全预警领域，包括STM32主控制器，所述STM32主控制器上连接光纤测温模块、显示模块、现场预警模块和短信预警模块；所述光纤测温模块包括温度调制、FPGA控制器、电压跟随电路、含恒温电路的激光器、信号放大、光电转换、信号采集和模数转换；所述显示模块包括液晶显示器(1)和液晶显示器(2)；所述现场预警模块包括安装于工作区的闪光报警器、语音报警器和视频监控器；所述短信预警模块采用无线通讯仪，所述无线通讯仪包括预警短信、信息发射器、无线传输和手机接收器。本实用新型可准确检测煤堆温度，系统控制稳定，适合推广。
【IPC分类】G01K1/02, G01K11/32, G08C17/02, G01K13/10
【公开号】CN205049258
【申请号】CN201520848578
【发明人】黄友锐, 凌六一, 韩涛, 徐善永, 张贵生
【申请人】安徽理工大学
【公开日】2016年2月24日
【申请日】2015年10月27日