分布式光纤测温技术在煤仓温度监测系统的应用_白永强
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［２］ 李东印，任耀，姜敏．ＭＳＤＦＶＳ 系统在开采沉陷预测中的应用 ［Ｊ］．煤矿安全，２０１２，４３（７）：１１３－１１５．
［３］ 孙祥畅，栾元重，颜世英，等． 曲线拟合与插值模型在矿区变 形预测中的应用 ［Ｊ］． 有色金属 （矿山部分），２０１２，６４（１）： ６６－６９．
［４］ 任耀，李晓辉，姜敏．特厚煤层综放开采地表移动规律实测 研究［Ｊ］．采矿技术，２０１２，１２（３）：６５－６８．
由图 ９ 可以看出，在工作面实际回采过程中，随
着工作面不断向前推进，地表受采动影响的范围也
逐渐扩大，地表下沉值从工作面推进 １００ｍ 时的
１．４ｍ 到推进 ５００ｍ 时的 ４．６ｍ，采空区范围也由小到
大，达到充分采动时形成“碗”状下沉盆地，其地表发
育情况符合一般规律。
［１］ 栾元重，等．动态变形观测与预报［Ｍ］．北京：北京中国农业科 学技术出版社，２００７．
激光脉冲在光纤中传输时，由于光纤中存在折 射率的微观不均匀性，会产生瑞利散射，在时域里， 入射光经背向散射返回到光纤入射端所需时间为 ｔ ， 激光脉冲在光纤中所走过的路程为 ２Ｌ，２Ｌ＝ｖｔ，ｖ 为光 在光纤中传播速度；ｖ＝Ｃ／ｎ 。Ｃ 为真空中的光速，ｎ 为 光纤折射率。在 ｔ 时刻测量到的就是离光纤入射端距 离为 Ｌ 处局域的背向瑞利散射光。而接收光功率公
（２） 具有定温报警 （设定最大温度 ／ 最低温度 值）、差温报警（实时温度与平均温度差别过大，用于 判别局部过热点）、温升过快报警、光纤破坏报警、装 置异常等报警功能；可手机短消息报警，报警分工作 级和管理级两层，按照事件的重要级别发送到工作层 人员和管理层人员；
（３）分区测量 、查 询 功 能 、分 析 功 能 、报 表 功 、 ＴＣＰ／ＩＰ 接入等功能。 ３．４ 系统特性优点
罐壁测温保护装置可使用线性分布式光纤感温 探测器，系统安装方式如图 ３ 所示：
图 ３ 感温光缆安装示意图
（１）分布式光纤感温传感器沿与槽仓侧面的两 斜面的夹角处向下安装到底部，底部做弯头过渡到 另外两斜面的夹角至斜槽顶部再连接至另外一个斜 槽，传感光纤外套用 ５０ 的镀锌钢管保护，镀锌钢管 用螺纹连接，用来保护传感光缆，传感光缆选用防水 和防冲击光缆。
（收稿日期：２０１３－４－２１）
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式就可表示为时间函数，即（公式），其中 Ｓ 为后向散 射因子；为单位长度上的光后向散射系数；为入射 光的单位长度上的损耗系数。时间的不同又对应着光 纤位置的不同，这就意味着光电探测器探测到的光功 率为光纤位置的函数，那么不同光纤位置 Ｌ 处的光 功率均可被探测器探测到。随着 Ｌ 的逐渐增加，探测 器就实现了对沿光纤分布待测温度场的空间分布式 测量。故利用光时域反射技术，可确定光纤处的损耗、 光纤故障点、断点的位置，对温度测量点进行定位。
（３）分布式光纤感温热点探测系统可以探测分 布式光纤感温传感器沿线上热点的温度、位置和热
点区域大小。每个热点探测系统可配备 ８ 个温度报 警点，用户可按需要设置报警温度值。 ３．３ 中文操作软件
温度监测软件具有友好的中文操作界面，强大 的数据处理和管理功能，具有以下特点：
（１）可显示全程分区图及其温度分布曲线；可显 示系统监测曲线、系统参数；可显示重点监测点的温 度随时间变化曲线；
（２）随着工作面向前推进，地表下沉值、水平移 动值等不断增大，地表影响范围不断扩大。当达到充 分采动后，地表影响范围仍然继续增大，但下沉盆地 会出现平底，并随着工作面向前推进而增大，地表最 大下沉值达到最大值不再增加。
参考文献：
（ｃ）工作面推进 ３００ｍ
（ｄ）工作面推进 ４００ｍ
图 ９ 随工作面推进地表移动变形图
参考文献：
［１］ 孙峥，刘晓丽，等． 利用光纤拉曼散射温度传感系统的电力 电缆温度在线监测［Ｊ］． 光纤与电缆及其应用技术， ２００９， ２：
３３－３７． ［２］ 周广丽，鄂书林，等． 光纤温度传感器的研究和应用［Ｊ］． 光通
信技术， ２００７， ６：５４－５７． ［３］ 张颖，张娟，等． 分布式光纤温度传感器其的研究现状及趋
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煤矿现代化
２０１３ 年第 ５ 期
总第 １１６ 期
３ 分布式光纤测温系统架构
３．１ 系统架构 煤仓温度监测系统由探测主机、感温光缆以及
光纤连接器件等构成，如图 ２ 所示。
图 ２ 煤仓温度监测系统示意图
３．２ 感温光缆的安装 探测光缆是测量现场环境温度的探测器。考虑
到实际使用环境的需求，感温探测光缆应具备良好 的耐高温、抗啮咬、抗震特性。本系统用来连接 ＤＴＳ 控制器的光纤为耐高温传感光缆。该探测光缆采用 铠装单芯光缆结构，由耐高温光纤、铠装层、耐高温 护套层构成。具备坚固的护套，提供良好的防护特 性，但同时也可以提供良好的温度传导性能，保证快 速的火灾探测。
势［Ｊ］． 仪表技术与传感器， ２００７， ８：１－４． ［４］ 孙国善，侯思祖，等． 拉曼光纤测温原理及在电力系统中的
应用［Ｊ］． 电力科学与工程， ２０１０， ２６（３）：２６－２９． ［５］ 李强，王艳松，等． 光纤温度传感器在电力系统中的应用现
状综述［Ｊ］． 电力系统保护与控制， ２０１０， ３８（１）：１３５－１４０． ［６］ 蒋志远． 基于 ＦＰＧＡ 的分布式光纤温度传感器控制系统
２ 分布式光纤测温原理
本系统采用分布式光纤测温系统，其主要工作 依 据 是 光 时 域 反 射 计 原 理 （ＯＴＤＲ：Ｏｐｔｉｃａｌ Ｔｉｍｅ Ｄｏｍａｉｎ Ｒｅｆｌｅｃｔｏｍｅｔｅｒ） 和 光 纤 的 后 向 拉 曼 散 射 （Ｒａｍａｎ Ｂａｃｋｓｃａｔｔｒｉｎｇ）温度效应［３］。分布式光纤测温系 统利用先进的 ＯＴＤＲ 技术进行定位，利用拉曼散射 效应进行测温。 ２．１ 光纤光时域反射（ＯＴＤＲ）原理［４，５］
［５］ 黄福昌，倪兴华，等．厚煤层综放开采沉陷与治理技术［Ｍ］．北 京：煤炭工业出版社，２００７．
３ 结论
（收稿日期：２０１３－５－２８）
（上接第 ８６ 页）
４ 结束语
基于拉曼散射的分布式光纤温度传感器是具有 广阔应用前景的新型传感技术。它利用光纤作为信 号的传输和传感媒质，可以测量光纤沿线的温度分 布信息，它对于电力自动化的推广起到了不可估量 的促进作用。本文利用该技术的长距离和精确的测 温优势，成功地给出了煤仓多点温度在线实时监测 这一难题的解决办法，具有本质绝缘、耐高压、不受 电磁干扰、防爆、防燃、抗腐蚀、不怕水淹、不怕水浸、 本质安全、长期可靠、易扩展等特点，监测方式更安 全、更可靠、更方便，可以为整个仓储系统的安全运 行提供了强有力的保障。
（２）分布式光纤感温传感器可以沿着内壁，通过 走线槽，连接到现场信号控制柜中。信号控制柜中有 光纤分布式温度探测主机，通过对信号的处理，得出 煤仓煤堆热点的温度、位置和热点区域大小等。这些 信 息 可 通 过 ＲＳ４８５ 总 线 （Ｍｏｄｂｕｓ／ＲＴＵ 协 议）或 Ｅｔｈｅｒｎｅ（ＲＪ４５ 接口）远传到控制室去。
分布光纤温度传感系统中的检测光纤不带电、 抗射频和电磁干扰，防燃、防爆、抗腐蚀、耐高电压和 强电磁场、耐电离辐射，能在有害环境中安全运行， 是实用的“本安”型传感器。
（下转第 ８９ 页）
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２０１３ 年第 ５ 期
总第 １１６ 期
为进一步分析随工作面推进地表的移动变形情 况，在数值模型中对地表层布置观测线，分别模拟随 工作面推进 １００ｍ、２００ｍ、３００ｍ、５００ｍ 时地表垂直位 移的变化情况，模拟结果见图 ９。
［Ｄ］． 西南交通大学硕士学位论文， ２０１０． ［７］ 刘扬， 侯思祖． 基于拉曼散射的分布式光纤测温系统的分
析研究［Ｊ］． 电子设计工程， ２００９， １７（１）：２３－２５．
作者简介：
白永强：（１９８３ 年－）男，河南省武陟县，硕士研究生，主要 研究方向：２Ｄ 与 ３Ｄ 视频编码与传输、智能仪器设计。
（ａ）工作面推进 １００ｍ
（ｂ）工作面推进 ２００ｍ
（１）随着工作面向前推进，下沉等值线及水平移 动等值线的范围逐渐变大，其中沿工作面推进方向 下沉等值线扩大的速度大于沿工作面扩大的速度。 水平移动等值线对称性较为明显，当地表下沉达到 最大值时，水平移动正负值之间的“过渡带”随工作 面推进而逐渐扩大。
本 系 统 采 用 ＤＴＳ （Ｄｉｓｔｒｉｂｕｔｅｄ Ｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅ Ｓｅｎｓｉｎｇ）系统，对煤矿煤仓火情进行温度实时在线监 测，做到早期预警，具有如下特点： ３．４．１ 分布式高精度
分布式光纤温度测量传感系统可以连续实时测 量光纤沿线几公里内各点的温度，定位精度可以达 到米的量级，实现连续监测信号，任意温度点报警。 同时测温精度可达 １℃，非常适合用于大范围多点测 温的场合。 ３．４．２ 先进性
煤矿现代化
２０１３ 年第 ５ 期
总第 １１６ 期
分布式光纤测温技术在煤仓温度监测系统的应用
白永强
（义煤集团千秋煤矿，河南 义马 ４７２３００）
摘 要 本文重点介绍了应用最为广泛的分布式光纤测温技术的基本原理，并针对煤矿的煤场分布特 征，提出了一种煤仓温度智能监测应用方案，该方案有效的解决了对煤场温度实时连续检测的问题。 关键词 分布式光纤测温技术；煤仓；拉曼散射 中图分类号：ＴＰ２１２．１＋ ４ 文献标志码：Ｂ 文章编号：１００９－０７９７（２０１３）０５－００８５－０３
现在常用的温度监测系统，一般有常规感温电缆 探测系统和光纤分布式温度探测系统两种。常规感温 电缆探测系统功能比较简单，只能够在特定的温度点 进行报警，误差较大，也不能够确定热点位置；光纤分 布式温度探测系统功能较为强大，能够提供实时的温 度监测和确定热点位置，精度也较高［１，２］。
本文针对煤矿的煤场分布特征，提出了一种采 用分布式光纤温度传感系统的煤场温度智能测量的 应用方案，该方案解决了对煤场温度实时连续检测 的问题。
１ 引言
随着煤矿现代化生产水平的日益提高，煤仓在 煤炭生产系统中的重要地位日益凸显，特别是当煤 铁路外运中断时，可以长时间存储产品煤，以保证矿 井生产的连续性。但当煤仓中堆积的煤与空气接触 时，会产生氧化现象放出大量的热，在一定外界条件 下，局部热量积聚，加速其氧化速度，可能会自燃引发 火灾，因此实时监控煤场的温度数据可作为煤堆火 灾预防报警的一个重要手段。
通过采用不同的外护套材料的光缆，ＤＴＳ 监测 系统可以适应各种环境，如采用合金材料外护套光 缆可以在 ５５０℃高温下生存 ３ｈ 以上，同时光缆的抗 压性、抗冲击性和抗破坏性的保护大大提高； ３．４．３ 准确性
激光发射装置每秒钟会发射上万次的光脉冲， 并将取样温度值进行用数学统计方法计算的的平均 值输出到显示系统，基本消除误差；ＤＴＳ 监测系统是 一个连续的监测信号，可设置多级定温报警，如 ３０℃ 初报警，４０℃预报警，５０℃采取措施等，并且可以根 据环境不同进行修正；为避免误报发生，定温报警的 同时，还可以设定差温报警，或是两者的结合，基本 消除误报。 ３．４．４ 抗干扰性
图 １ 分布式光纤测温系统示意图
２．２ 分布式光纤拉曼散射测温原理［６，７］ 分布式光纤传感系统原理是同时利用光纤作为
传感敏感元件和传输信号介质，采用先进的 ＯＴＤＲ 技术，探测出沿着光纤不同位置的温度和应变的变 化，实现真正分布式的测量。
当主处理机中的激光光源向光纤注入 ９０５ｎｍ 的 光脉冲后，由于光的散射会引起能量的损耗，脉冲大 部分能传到光纤末端并消失，但一小部分（携带了有 用信息）后向散射光会沿着光纤反射回来，对这一后 向散射光进行过滤， 很容易将拉曼散射光与其他后向 散射光区分开，由于拉曼散射光与温度有着密切的关 系，对这部分拉曼散射光进行 ＤＳＰ （Ｄｉｇｉｔａｌ Ｓｉｇｎａｌ Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ）处理，从而提供给用户有关温度的信息， 实质上输出的就是整条光纤（最长 ３０ｋｍ）上的温度分 布图。
［３］ 孙祥畅，栾元重，颜世英，等． 曲线拟合与插值模型在矿区变 形预测中的应用 ［Ｊ］． 有色金属 （矿山部分），２０１２，６４（１）： ６６－６９．
［４］ 任耀，李晓辉，姜敏．特厚煤层综放开采地表移动规律实测 研究［Ｊ］．采矿技术，２０１２，１２（３）：６５－６８．
由图 ９ 可以看出，在工作面实际回采过程中，随
着工作面不断向前推进，地表受采动影响的范围也
逐渐扩大，地表下沉值从工作面推进 １００ｍ 时的
１．４ｍ 到推进 ５００ｍ 时的 ４．６ｍ，采空区范围也由小到
大，达到充分采动时形成“碗”状下沉盆地，其地表发
育情况符合一般规律。
［１］ 栾元重，等．动态变形观测与预报［Ｍ］．北京：北京中国农业科 学技术出版社，２００７．
激光脉冲在光纤中传输时，由于光纤中存在折 射率的微观不均匀性，会产生瑞利散射，在时域里， 入射光经背向散射返回到光纤入射端所需时间为 ｔ ， 激光脉冲在光纤中所走过的路程为 ２Ｌ，２Ｌ＝ｖｔ，ｖ 为光 在光纤中传播速度；ｖ＝Ｃ／ｎ 。Ｃ 为真空中的光速，ｎ 为 光纤折射率。在 ｔ 时刻测量到的就是离光纤入射端距 离为 Ｌ 处局域的背向瑞利散射光。而接收光功率公
（２） 具有定温报警 （设定最大温度 ／ 最低温度 值）、差温报警（实时温度与平均温度差别过大，用于 判别局部过热点）、温升过快报警、光纤破坏报警、装 置异常等报警功能；可手机短消息报警，报警分工作 级和管理级两层，按照事件的重要级别发送到工作层 人员和管理层人员；
（３）分区测量 、查 询 功 能 、分 析 功 能 、报 表 功 、 ＴＣＰ／ＩＰ 接入等功能。 ３．４ 系统特性优点
罐壁测温保护装置可使用线性分布式光纤感温 探测器，系统安装方式如图 ３ 所示：
图 ３ 感温光缆安装示意图
（１）分布式光纤感温传感器沿与槽仓侧面的两 斜面的夹角处向下安装到底部，底部做弯头过渡到 另外两斜面的夹角至斜槽顶部再连接至另外一个斜 槽，传感光纤外套用 ５０ 的镀锌钢管保护，镀锌钢管 用螺纹连接，用来保护传感光缆，传感光缆选用防水 和防冲击光缆。
（收稿日期：２０１３－４－２１）
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式就可表示为时间函数，即（公式），其中 Ｓ 为后向散 射因子；为单位长度上的光后向散射系数；为入射 光的单位长度上的损耗系数。时间的不同又对应着光 纤位置的不同，这就意味着光电探测器探测到的光功 率为光纤位置的函数，那么不同光纤位置 Ｌ 处的光 功率均可被探测器探测到。随着 Ｌ 的逐渐增加，探测 器就实现了对沿光纤分布待测温度场的空间分布式 测量。故利用光时域反射技术，可确定光纤处的损耗、 光纤故障点、断点的位置，对温度测量点进行定位。
（３）分布式光纤感温热点探测系统可以探测分 布式光纤感温传感器沿线上热点的温度、位置和热
点区域大小。每个热点探测系统可配备 ８ 个温度报 警点，用户可按需要设置报警温度值。 ３．３ 中文操作软件
温度监测软件具有友好的中文操作界面，强大 的数据处理和管理功能，具有以下特点：
（１）可显示全程分区图及其温度分布曲线；可显 示系统监测曲线、系统参数；可显示重点监测点的温 度随时间变化曲线；
（２）随着工作面向前推进，地表下沉值、水平移 动值等不断增大，地表影响范围不断扩大。当达到充 分采动后，地表影响范围仍然继续增大，但下沉盆地 会出现平底，并随着工作面向前推进而增大，地表最 大下沉值达到最大值不再增加。
参考文献：
（ｃ）工作面推进 ３００ｍ
（ｄ）工作面推进 ４００ｍ
图 ９ 随工作面推进地表移动变形图
参考文献：
［１］ 孙峥，刘晓丽，等． 利用光纤拉曼散射温度传感系统的电力 电缆温度在线监测［Ｊ］． 光纤与电缆及其应用技术， ２００９， ２：
３３－３７． ［２］ 周广丽，鄂书林，等． 光纤温度传感器的研究和应用［Ｊ］． 光通
信技术， ２００７， ６：５４－５７． ［３］ 张颖，张娟，等． 分布式光纤温度传感器其的研究现状及趋
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２０１３ 年第 ５ 期
总第 １１６ 期
３ 分布式光纤测温系统架构
３．１ 系统架构 煤仓温度监测系统由探测主机、感温光缆以及
光纤连接器件等构成，如图 ２ 所示。
图 ２ 煤仓温度监测系统示意图
３．２ 感温光缆的安装 探测光缆是测量现场环境温度的探测器。考虑
到实际使用环境的需求，感温探测光缆应具备良好 的耐高温、抗啮咬、抗震特性。本系统用来连接 ＤＴＳ 控制器的光纤为耐高温传感光缆。该探测光缆采用 铠装单芯光缆结构，由耐高温光纤、铠装层、耐高温 护套层构成。具备坚固的护套，提供良好的防护特 性，但同时也可以提供良好的温度传导性能，保证快 速的火灾探测。
势［Ｊ］． 仪表技术与传感器， ２００７， ８：１－４． ［４］ 孙国善，侯思祖，等． 拉曼光纤测温原理及在电力系统中的
应用［Ｊ］． 电力科学与工程， ２０１０， ２６（３）：２６－２９． ［５］ 李强，王艳松，等． 光纤温度传感器在电力系统中的应用现
状综述［Ｊ］． 电力系统保护与控制， ２０１０， ３８（１）：１３５－１４０． ［６］ 蒋志远． 基于 ＦＰＧＡ 的分布式光纤温度传感器控制系统
２ 分布式光纤测温原理
本系统采用分布式光纤测温系统，其主要工作 依 据 是 光 时 域 反 射 计 原 理 （ＯＴＤＲ：Ｏｐｔｉｃａｌ Ｔｉｍｅ Ｄｏｍａｉｎ Ｒｅｆｌｅｃｔｏｍｅｔｅｒ） 和 光 纤 的 后 向 拉 曼 散 射 （Ｒａｍａｎ Ｂａｃｋｓｃａｔｔｒｉｎｇ）温度效应［３］。分布式光纤测温系 统利用先进的 ＯＴＤＲ 技术进行定位，利用拉曼散射 效应进行测温。 ２．１ 光纤光时域反射（ＯＴＤＲ）原理［４，５］
［５］ 黄福昌，倪兴华，等．厚煤层综放开采沉陷与治理技术［Ｍ］．北 京：煤炭工业出版社，２００７．
３ 结论
（收稿日期：２０１３－５－２８）
（上接第 ８６ 页）
４ 结束语
基于拉曼散射的分布式光纤温度传感器是具有 广阔应用前景的新型传感技术。它利用光纤作为信 号的传输和传感媒质，可以测量光纤沿线的温度分 布信息，它对于电力自动化的推广起到了不可估量 的促进作用。本文利用该技术的长距离和精确的测 温优势，成功地给出了煤仓多点温度在线实时监测 这一难题的解决办法，具有本质绝缘、耐高压、不受 电磁干扰、防爆、防燃、抗腐蚀、不怕水淹、不怕水浸、 本质安全、长期可靠、易扩展等特点，监测方式更安 全、更可靠、更方便，可以为整个仓储系统的安全运 行提供了强有力的保障。
（２）分布式光纤感温传感器可以沿着内壁，通过 走线槽，连接到现场信号控制柜中。信号控制柜中有 光纤分布式温度探测主机，通过对信号的处理，得出 煤仓煤堆热点的温度、位置和热点区域大小等。这些 信 息 可 通 过 ＲＳ４８５ 总 线 （Ｍｏｄｂｕｓ／ＲＴＵ 协 议）或 Ｅｔｈｅｒｎｅ（ＲＪ４５ 接口）远传到控制室去。
分布光纤温度传感系统中的检测光纤不带电、 抗射频和电磁干扰，防燃、防爆、抗腐蚀、耐高电压和 强电磁场、耐电离辐射，能在有害环境中安全运行， 是实用的“本安”型传感器。
（下转第 ８９ 页）
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为进一步分析随工作面推进地表的移动变形情 况，在数值模型中对地表层布置观测线，分别模拟随 工作面推进 １００ｍ、２００ｍ、３００ｍ、５００ｍ 时地表垂直位 移的变化情况，模拟结果见图 ９。
［Ｄ］． 西南交通大学硕士学位论文， ２０１０． ［７］ 刘扬， 侯思祖． 基于拉曼散射的分布式光纤测温系统的分
析研究［Ｊ］． 电子设计工程， ２００９， １７（１）：２３－２５．
作者简介：
白永强：（１９８３ 年－）男，河南省武陟县，硕士研究生，主要 研究方向：２Ｄ 与 ３Ｄ 视频编码与传输、智能仪器设计。
（ａ）工作面推进 １００ｍ
（ｂ）工作面推进 ２００ｍ
（１）随着工作面向前推进，下沉等值线及水平移 动等值线的范围逐渐变大，其中沿工作面推进方向 下沉等值线扩大的速度大于沿工作面扩大的速度。 水平移动等值线对称性较为明显，当地表下沉达到 最大值时，水平移动正负值之间的“过渡带”随工作 面推进而逐渐扩大。
本 系 统 采 用 ＤＴＳ （Ｄｉｓｔｒｉｂｕｔｅｄ Ｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅ Ｓｅｎｓｉｎｇ）系统，对煤矿煤仓火情进行温度实时在线监 测，做到早期预警，具有如下特点： ３．４．１ 分布式高精度
分布式光纤温度测量传感系统可以连续实时测 量光纤沿线几公里内各点的温度，定位精度可以达 到米的量级，实现连续监测信号，任意温度点报警。 同时测温精度可达 １℃，非常适合用于大范围多点测 温的场合。 ３．４．２ 先进性
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分布式光纤测温技术在煤仓温度监测系统的应用
白永强
（义煤集团千秋煤矿，河南 义马 ４７２３００）
摘 要 本文重点介绍了应用最为广泛的分布式光纤测温技术的基本原理，并针对煤矿的煤场分布特 征，提出了一种煤仓温度智能监测应用方案，该方案有效的解决了对煤场温度实时连续检测的问题。 关键词 分布式光纤测温技术；煤仓；拉曼散射 中图分类号：ＴＰ２１２．１＋ ４ 文献标志码：Ｂ 文章编号：１００９－０７９７（２０１３）０５－００８５－０３
现在常用的温度监测系统，一般有常规感温电缆 探测系统和光纤分布式温度探测系统两种。常规感温 电缆探测系统功能比较简单，只能够在特定的温度点 进行报警，误差较大，也不能够确定热点位置；光纤分 布式温度探测系统功能较为强大，能够提供实时的温 度监测和确定热点位置，精度也较高［１，２］。
本文针对煤矿的煤场分布特征，提出了一种采 用分布式光纤温度传感系统的煤场温度智能测量的 应用方案，该方案解决了对煤场温度实时连续检测 的问题。
１ 引言
随着煤矿现代化生产水平的日益提高，煤仓在 煤炭生产系统中的重要地位日益凸显，特别是当煤 铁路外运中断时，可以长时间存储产品煤，以保证矿 井生产的连续性。但当煤仓中堆积的煤与空气接触 时，会产生氧化现象放出大量的热，在一定外界条件 下，局部热量积聚，加速其氧化速度，可能会自燃引发 火灾，因此实时监控煤场的温度数据可作为煤堆火 灾预防报警的一个重要手段。
通过采用不同的外护套材料的光缆，ＤＴＳ 监测 系统可以适应各种环境，如采用合金材料外护套光 缆可以在 ５５０℃高温下生存 ３ｈ 以上，同时光缆的抗 压性、抗冲击性和抗破坏性的保护大大提高； ３．４．３ 准确性
激光发射装置每秒钟会发射上万次的光脉冲， 并将取样温度值进行用数学统计方法计算的的平均 值输出到显示系统，基本消除误差；ＤＴＳ 监测系统是 一个连续的监测信号，可设置多级定温报警，如 ３０℃ 初报警，４０℃预报警，５０℃采取措施等，并且可以根 据环境不同进行修正；为避免误报发生，定温报警的 同时，还可以设定差温报警，或是两者的结合，基本 消除误报。 ３．４．４ 抗干扰性
图 １ 分布式光纤测温系统示意图
２．２ 分布式光纤拉曼散射测温原理［６，７］ 分布式光纤传感系统原理是同时利用光纤作为
传感敏感元件和传输信号介质，采用先进的 ＯＴＤＲ 技术，探测出沿着光纤不同位置的温度和应变的变 化，实现真正分布式的测量。
当主处理机中的激光光源向光纤注入 ９０５ｎｍ 的 光脉冲后，由于光的散射会引起能量的损耗，脉冲大 部分能传到光纤末端并消失，但一小部分（携带了有 用信息）后向散射光会沿着光纤反射回来，对这一后 向散射光进行过滤， 很容易将拉曼散射光与其他后向 散射光区分开，由于拉曼散射光与温度有着密切的关 系，对这部分拉曼散射光进行 ＤＳＰ （Ｄｉｇｉｔａｌ Ｓｉｇｎａｌ Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ）处理，从而提供给用户有关温度的信息， 实质上输出的就是整条光纤（最长 ３０ｋｍ）上的温度分 布图。