基于光纤传感技术的电厂粉尘防爆监测系统的研究

摘要

针对目前火电厂粉尘浓度监测功能单一，无法实现热点温度与粉尘浓度关联预警的现状，采用无电的分布式光纤传感技术，将关键部位热点温度和粉尘浓度信息同步采集，综合分析处理，最大限度避免高温引燃粉尘，进而造成灾难性爆炸事故。
　　 本文对粉尘浓度测量和光纤传感技术进行了详细研究，结合电厂的输煤环节实际情况，设计了基于塑料光纤的分布式粉尘浓度传感器阵列，采用分布式光纤拉曼传感器进行热点监测，研究了电厂粉尘防爆监测系统组成、工作原理、硬件电路及基于LabVIEW软件的温度和粉尘浓度在线监测软件程序，经模拟测试该系统可用于电厂粉尘浓度的实时在线监测和粉尘浓度超限报警。
　　 粉尘浓度传感器以LED为光源，光电二极管作为光电接收器，采用单片机控制测量过程和数据处理，具有体积小巧、重量轻、操作简便、功耗低、全程无电等优点，结合分布式光纤温度传感的优点，经过在电厂实地测试，达到预期效果，可用于电厂输煤环境粉尘防爆实时分布在线监测。

目录

摘要

第1章 绪论

1．1 火电厂粉尘防爆监测研究现状

1．2 光纤传感技术研究现状

1．3 粉尘防爆技术发展现状

1．4 本论文主要研究内容及预期目标

1．4．1 本文研究的主要内容

1．4．2 论文预期目标

第2章 电厂粉尘防爆监测系统的原理

2．1 电厂粉尘爆炸的成因

2．1．1 电厂粉尘爆炸的危害

2．1．2 粉尘爆炸的机理

2．2 电厂粉尘浓度的测量方法和手段

2．2．1 粉尘浓度探测器

2．2．2 光电探测器处理电路设计

2．3 粉尘环境温度的测量方法

2．4 分布式光纤粉尘浓度和热点温度监测系统组成

2．5 本章小结

第3章 光纤结构的粉尘浓度传感器

3．1 粉尘浓度传感器

3．2 粉尘浓度传感器结构

3．2．1 粉尘浓度传感器的光源

3．2．2 粉尘浓度传感器的探测装置

3．3 粉尘浓度传感器测试

3．3．1 粉尘浓度测量模拟装置的制作

3．3．2 光电粉尘浓度传惑器的实验

3．3．3 粉尘浓度传感器的布设方法

3．4 本章小结

第4章 分布式光纤温度传感器

4．1 分布式光纤温度传感器原理

4．1．1 光纤拉曼散射及温度效应

4．1．2 光纤时域反射原理

4．2 电厂输煤皮带分布式温度监测

4．3 输煤皮带温度监测方案设计

4．3．1 传统温度监测方案

4．3．2 本论文提出的温度监测方案

4．4 本章小结

第5章 电厂粉尘浓度及温度监测系统

5．1 分布式光纤温度监控主机

5．2 基于labview的电厂粉尘防爆在线监测软件系统

5．2．1 软件系统功能

5．2．2 软件系统开发环境

5．2．3 预警方案设计

5．3 基于LaVIEW软件的温度和粉尘浓度在线监测软件

5．4 测试数据及分析

结论

参考文献

致谢

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