本文選題：膠帶輸送機(jī) + 分布式光纖振動傳感系統(tǒng)��； 參考：《重慶大學(xué)》2015年碩士論文

【摘要】：煤炭作為我國工業(yè)生產(chǎn)的主要能源,其產(chǎn)量是衡量一個國家經(jīng)濟(jì)的重要指標(biāo)。膠帶輸送機(jī)是煤炭生產(chǎn)過程中的主要運(yùn)輸設(shè)備,具有運(yùn)量大、連續(xù)運(yùn)輸性能好的優(yōu)點。對于長距離輸送的膠帶運(yùn)輸機(jī),及時發(fā)現(xiàn)和準(zhǔn)確定位故障發(fā)生點可以減少因機(jī)器故障而停止工作的時間,從而有效提高運(yùn)輸效率。傳統(tǒng)的故障保護(hù)器采用的是開關(guān)接點輸出,不具有位置識別能力。分布式光纖振動傳感器利用光纖作為傳感和傳輸介質(zhì),能對光纖沿線進(jìn)行實時的遠(yuǎn)程監(jiān)測。此外,光纖傳感器具有抗電磁干擾、耐腐蝕、質(zhì)量輕、體積小等優(yōu)點,能夠在煤礦井下的惡劣環(huán)境中工作。論文以重慶煤科院的實際運(yùn)煤系統(tǒng)為研究對象,根據(jù)生產(chǎn)現(xiàn)場的具體情況與系統(tǒng)的功能需求,將φ-OTDR系統(tǒng)用于膠帶輸送機(jī)托輥的健康監(jiān)測與報警,并實現(xiàn)了在一分鐘之內(nèi)對故障進(jìn)行報警并精確定位,報警準(zhǔn)確率達(dá)99%。本文的主要研究內(nèi)容包括以下幾個方面:①從瑞利散射的理論出發(fā),著重描述了φ-OTDR系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)和基本原理,文中建立了兩個形象的物理模型來闡述φ-OTDR的物理機(jī)制,并對其空間分辨率、動態(tài)范圍、頻率響應(yīng)等主要性能指標(biāo)做了討論。②搭建了基于φ-OTDR的分布式光纖振動傳感系統(tǒng),并論證了其用于膠帶運(yùn)輸輪健康監(jiān)測的可行性。系統(tǒng)中光纖光子實驗室自行設(shè)計制作的窄線寬激光器的線寬為500Hz,輸出功率約為7mw,性能優(yōu)良。另外自行搭建了含有三個WDM結(jié)構(gòu)的EDFA進(jìn)行光放大。為了將傳感光纖安全穩(wěn)固地纏繞在運(yùn)輸輪的托輥上,設(shè)計并加工出鋁合金材料的螺旋形圓盤結(jié)構(gòu)粘在托輥軸芯上。③基于Lab VIEW軟件進(jìn)行數(shù)據(jù)采集和處理,并在其中調(diào)用Matlab軟件編寫的小波分解程序進(jìn)行降噪,提取出輸送機(jī)的振動幅值信息。實驗中成功地將好輪和壞輪區(qū)分開,并使用Lab VIEW設(shè)計了生動形象的報警界面,能在一分鐘以內(nèi)檢測到壞輪并進(jìn)行報警。該系統(tǒng)故障報警準(zhǔn)確率達(dá)99%。文中對產(chǎn)生誤報率的原因進(jìn)行了分析。本系統(tǒng)解決了傳統(tǒng)方法不能及時報警和定位的不足,節(jié)約了煤礦井下的人力和物力,極大地提高了煤礦的生產(chǎn)效率與安全可靠性,有望投入實際生產(chǎn)應(yīng)用。
[Abstract]:As the main energy of industrial production in China, coal output is an important index to measure a country's economy. Belt conveyor is the main transportation equipment in coal production process, which has the advantages of large capacity and good continuous transportation performance. For the belt conveyor with long distance transportation, the time of stopping work due to machine failure can be reduced by detecting and accurately locating the fault point in time, and the efficiency of transportation can be improved effectively. The traditional fault protector uses the switch contact output, and does not have the ability of position recognition. The distributed optical fiber vibration sensor uses optical fiber as sensing and transmission medium, and can be used for real-time remote monitoring along the optical fiber. In addition, the optical fiber sensor has the advantages of anti-electromagnetic interference, corrosion resistance, light weight, small volume and so on, and can work in the harsh environment of coal mine. Taking the actual coal transportation system of Chongqing Academy of Coal Science as the research object, according to the concrete situation of the production site and the functional requirements of the system, the 蠁 -OTDR system is applied to the health monitoring and alarm of the belt conveyor roller. The fault alarm and accurate location are realized within one minute, and the alarm accuracy is 99%. The main research contents of this paper are as follows: 1. From the theory of Rayleigh scattering, the structure and basic principle of 蠁 -OTDR system are described emphatically. Two physical models of 蠁 -OTDR are established to illustrate the physical mechanism of 蠁 -OTDR. The spatial resolution, dynamic range, frequency response and other main performance indexes are discussed. 2. A distributed optical fiber vibration sensing system based on 蠁 -OTDR is built, and the feasibility of its application to health monitoring of belt transport wheel is demonstrated. The narrow linewidth laser designed by the optical fiber photonic laboratory in the system has a linewidth of 500 Hz and an output power of about 7 MW. In addition, a EDFA with three WDM structures was built for optical amplification. In order to wrap the sensing fiber safely and securely around the roller of the transport wheel, the spiral disk structure of aluminum alloy material is designed and machined to stick to the roller shaft core. 3. 3. Based on Lab VIEW software, the data are collected and processed. The wavelet decomposition program written by Matlab software is used to reduce the noise and extract the vibration amplitude information of the conveyor. In the experiment, the good wheel and the bad wheel are divided successfully, and a vivid alarm interface is designed by using Lab VIEW, which can detect the bad wheel and alarm in one minute. The accuracy rate of fault alarm of this system is as high as 99%. The cause of false alarm rate is analyzed in this paper. The system solves the shortage of the traditional method which can not alarm and locate in time, saves the manpower and material resources in the coal mine, greatly improves the production efficiency and safety reliability of the coal mine, and is expected to be put into practical production and application.
【學(xué)位授予單位】：重慶大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類號】：TD524

【相似文獻(xiàn)】

相關(guān)期刊論文 前2條

1 王旭東;;OTDR在光纜維護(hù)和搶修中的應(yīng)用[J];煤炭科技;2013年04期

2 ;[J];;年期

相關(guān)會議論文 前7條

1 武建輝;李桂枝;;OTDR測試與誤差分析[A];中國管理科學(xué)文獻(xiàn)[C];2008年

2 成曉林;;利用OTDR進(jìn)行精確的測試[A];四川省通信學(xué)會2000年學(xué)術(shù)年會論文集[C];2000年

3 程濤;;使用OTDR測試光通信傳輸系統(tǒng)[A];2007中國科協(xié)年會——通信與信息發(fā)展高層論壇論文集[C];2007年

4 ;關(guān)于OTDR使用中應(yīng)當(dāng)注意的幾個問題[A];四川省通信學(xué)會一九九五年學(xué)術(shù)年會論文集[C];1995年

5 吳少波;寧鼎;朱守正;劉笑東;;利用光時域反射計(OTDR)檢測保偏光纖纖芯缺陷技術(shù)[A];全國第十三次光纖通信暨第十四屆集成光學(xué)學(xué)術(shù)會議論文集[C];2007年

6 李致穎;;利用OTDR查找光纜線路故障[A];中國通信學(xué)會信息通信網(wǎng)絡(luò)技術(shù)委員會2011年年會論文集（下冊）[C];2011年

7 柴敬;魏世明;常心擔(dān);李毅;;相似材料模型實驗中的OTDR檢測方法[A];第八次全國巖石力學(xué)與工程學(xué)術(shù)大會論文集[C];2004年

相關(guān)重要報紙文章 前7條

1 本報記者 陳寶亮;為OTDR增加“光眼”[N];通信產(chǎn)業(yè)報;2012年

2 山東 王衛(wèi)國;淺析OTDR工作原理及測試應(yīng)用[N];電子報;2010年

3 本報記者 曾艷濤;采用模塊化結(jié)構(gòu)連接OTDR[N];計算機(jī)世界;2002年

4 安恒公司 高巍;OTDR一步跨入局域網(wǎng)[N];計算機(jī)世界;2003年

5 EXFO公司;精密測試設(shè)備護(hù)航光網(wǎng)絡(luò)[N];通信產(chǎn)業(yè)報;2007年

6 高巍;局域網(wǎng)光纜測試引入OTDR[N];中國計算機(jī)報;2002年

7 迪文;安捷倫推出[N];通信產(chǎn)業(yè)報;2002年

相關(guān)博士學(xué)位論文 前2條

1 彭飛;相位敏感型光時域反射儀及其應(yīng)用研究[D];電子科技大學(xué);2015年

2 安陽;雙光束Ф-OTDR分布式光纖傳感技術(shù)與應(yīng)用[D];天津大學(xué);2014年

相關(guān)碩士學(xué)位論文 前10條

1 劉宏明;嵌入式OTDR相關(guān)技術(shù)研究[D];電子科技大學(xué);2011年

2 曾佳佳;基于分區(qū)型分布式放大技術(shù)的長距離Φ-OTDR[D];電子科技大學(xué);2015年

3 張博;基于φ-OTDR的高靈敏光纖振動傳感器的研究[D];電子科技大學(xué);2015年

4 彭正譜;高性能長距離相敏光時域反射系統(tǒng)研究及安防應(yīng)用[D];電子科技大學(xué);2014年

5 馬立;基于φ-OTDR的振動傳感技術(shù)研究[D];華北電力大學(xué);2015年

6 刁冬梅;基于φ-OTDR系統(tǒng)的煤炭運(yùn)輸軌道故障監(jiān)測[D];重慶大學(xué);2015年

7 劉衍飛;基于P-OTDR的分布式光纖傳感器的研究[D];北京交通大學(xué);2007年

8 楊福先;基于OTDR的分布式光纖微彎測試系統(tǒng)的研究[D];南京航空航天大學(xué);2007年

9 呂春梅;基于OTDR曲線的通信光纖故障診斷的研究[D];華北電力大學(xué);2012年

10 陳春明;便攜式OTDR的研制[D];電子科技大學(xué);2009年

，

本文編號：1881070