基于光纖傳感的危險環(huán)境安全監(jiān)測方法和關鍵技術的研究.pdf

1、危險環(huán)境是安全事故高危地點，對人類生命財產和社會安全構成極大危害，必須建立科學而嚴密的安全管理體系，有效地防止重大事故的發(fā)生。同時利用高新技術，建立完善的、有效的安全監(jiān)測系統(tǒng)，以提高自防自救能力。 對于危險環(huán)境中的信號檢測，傳統(tǒng)的電類傳感器存在長期穩(wěn)定性、耐久性和分布測量等問題，特別是通過電信號進行檢測和傳輸勢必要將電信號引入危險區(qū)域，無法從根本上消除安全隱患。而光纖傳感技術有效地克服了電類傳感系統(tǒng)存在的不足，尤其是其本質安全的

2、特性，為解決危險環(huán)境中的安全參數(shù)檢測，提供了一種良好的技術手段。 本文是在國家科技部863項目“光纖光柵傳感技術及產業(yè)化研究”、國家科技部國家新產品項目“光纖光柵感溫火災報警系統(tǒng)”等支持下，在導師的悉心指導下，經過5年的努力，從基礎理論、基本方法、關鍵技術和工程應用上研究了安全檢測技術和光纖傳感技術及其在危險環(huán)境中構成的光纖傳感安全監(jiān)測系統(tǒng)，解決了危險環(huán)境安全監(jiān)測重大技術問題，滿足了危險環(huán)境工業(yè)安全生產的需要和網絡化信息管理的需

3、要。本文多項研究成果通過相關的成果鑒定，并已在工業(yè)生產中得到廣泛的應用，為危險環(huán)境中的安全生產管理提供了新的解決方法。 本文研究了危險環(huán)境安全檢測的基本方法和理論。分析了危險環(huán)境安全檢測的檢測參數(shù)，為危險環(huán)境安全檢測系統(tǒng)提供檢測手段；討論了檢測系統(tǒng)的可靠性技術和影響檢測系統(tǒng)可靠性的問題及其一般的解決辦法。還研究了危險環(huán)境中的光纖傳感技術。從傳感器的本質安全特性出發(fā)，論述了危險環(huán)境對傳感器的防爆特性要求。介紹了光纖傳感器的原理和分

4、類，比較了幾種不同類型的光纖傳感器的性能。并重點討論了光纖光柵感溫火災報警器及光纖光柵感溫火災報警系統(tǒng)、光纖光柵應變傳感器、光纖液位計、光纖氣體探測器等危險環(huán)境光纖檢測技術的主要設備。同時還研究了危險環(huán)境光纖傳感器的信號采集和傳輸技術，并研究了基于MODBUS現(xiàn)場總線技術的光纖傳感網絡數(shù)據(jù)傳輸技術。這是危險環(huán)境光纖傳感安全監(jiān)測技術的基礎。 在此基礎上本文研究了基于光纖傳感的危險環(huán)境安全監(jiān)測系統(tǒng)理論。論述了基于光纖傳感的危險環(huán)境安

5、全監(jiān)測系統(tǒng)的基本組成，以多種光纖傳感器為安全信息獲取手段，以計算機網絡技術為平臺，建立安全監(jiān)測系統(tǒng)體系結構。重點研究了光纖傳感安全監(jiān)測系統(tǒng)中的光纖光柵解調技術、多光纖傳感器系統(tǒng)集成、信號傳輸技術及系統(tǒng)軟件的實現(xiàn)技術和方法。最后討論了系統(tǒng)的可靠性和具體的抗干擾措施及防雷措施。 本文最后研究了危險環(huán)境光纖傳感安全監(jiān)測系統(tǒng)的工程應用技術。研究了危險環(huán)境光纖傳感安全監(jiān)測系統(tǒng)數(shù)據(jù)采集和傳輸、冗余網絡設計、OPC技術和遠程維護等關鍵技術，提