矿井煤炭自燃红外火源探测1234

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1、矿井煤炭自燃红外火源探测仪 的研制与应用论证报告山山 东东 科科 技技 大大 学学济济 宁宁 二二 号号 煤煤 矿矿2003.5.221项目意义项目意义l红外探测技术新颖，近距离隐蔽火源点位置的反演理红外探测技术新颖，近距离隐蔽火源点位置的反演理论先进，具有显著的创新性和较强的实用性；论先进，具有显著的创新性和较强的实用性； l红外探测仪测定准确、精度高、能存储大量数据，可红外探测仪测定准确、精度高、能存储大量数据，可在井下使用在井下使用l该产品的的应用可该产品的的应用可有效地解决兖矿集团的防灭火红外有效地解决兖矿集团的防灭火红外探测设备的技术问题，全面掌握红外火源探测技术。探测设备的技术问题

2、，全面掌握红外火源探测技术。2项目目标项目目标l根据兖州矿区煤层自燃发火的实际情况，研制适用于根据兖州矿区煤层自燃发火的实际情况，研制适用于 该兖州矿区的本质安全型红外井下火源探测仪该兖州矿区的本质安全型红外井下火源探测仪. .3主要技术指标主要技术指标l探测范围：深度探测范围：深度10m10m以内以内 ；l煤层自燃最低探测温度：煤层自燃最低探测温度：70 70 ；l探测准确率：探测探测准确率：探测2525次的准确率在次的准确率在8080以上以上 ；l探测纵向误差探测纵向误差3m 3m ；l矿用本质安全型：最高开路电压：矿用本质安全型：最高开路电压：6v6v；最大短路电流：；最大短路电流：25

3、mA25mA；l精度：精度： 场场 强强 挡：挡： 分辨率为：分辨率为： 0.5J 度度 挡：挡：-30-30500500，精度，精度1%1%或或11响应时间：响应时间：250250毫秒发毫秒发 射射 率：预置率：预置 0.95 ( 0.95 (可调可调0.3-1.0)0.3-1.0)D:S: D:S: 大于大于60:160:1 使用环境：温度：使用环境：温度： 0 04040 湿湿 度：度： 96%96% 大气压力：大气压力： 0.81.1105Pa 4主要技术指标主要技术指标l与与井井上上计计算算机机在在井井上上进进行行通通讯讯，整整个个系系统统能能输输出出火火源源探测点位置、时间温度、红

4、外场强等数据报表曲线。探测点位置、时间温度、红外场强等数据报表曲线。l存储测点数：存储测点数：2000个个 。5主要研究内容主要研究内容la.a.探测仪的矿山应用环境与分析探测仪的矿山应用环境与分析lb.b.结构设计；结构设计；lc.c.数据存储设计；数据存储设计；ld.d.探测仪与计算机的接口设计；探测仪与计算机的接口设计；le.e.探测仪的本质安全电路设计及防爆检验探测仪的本质安全电路设计及防爆检验 。 (1) (1)在继续对红外火源探测技术研究的基础上，采用该技术研在继续对红外火源探测技术研究的基础上，采用该技术研制一套矿用本质安全型用于井下煤炭自燃红外火源探测仪制一套矿用本质安全型用于

5、井下煤炭自燃红外火源探测仪( (系系统统) )。 系统结构见图系统结构见图1 16主要研究内容主要研究内容l红外井下火源探测仪系统组成图红外井下火源探测仪系统组成图数据处理计算机火灾探测火灾探测软件软件7主要研究内容主要研究内容 该系统主要由矿用本质安全型红外井下数据采集记录、井上数据该系统主要由矿用本质安全型红外井下数据采集记录、井上数据处理两部分构成。处理两部分构成。 a.矿用本质安全型红外井下数据采集记录部分数据由温度场强测试单矿用本质安全型红外井下数据采集记录部分数据由温度场强测试单元和数据存储记录单元构成；元和数据存储记录单元构成； b.井上计算机与红外井下数据采集记录仪在井上通过进

6、行数据通讯，井上计算机与红外井下数据采集记录仪在井上通过进行数据通讯，传送数信息；传送数信息； c. .红外井下火源探测软件。红外井下火源探测软件。在原软件基础上进行升级和完善，其主要在原软件基础上进行升级和完善，其主要是对红外探测数据进行整理、存储、计算、查询、打印、分析与判断，是对红外探测数据进行整理、存储、计算、查询、打印、分析与判断，是红外探测数据整理与火源位置反演的专用软件，可打印各设备运行是红外探测数据整理与火源位置反演的专用软件，可打印各设备运行数据、曲线报表。可显示各子系统模拟图及数据、曲线。丰富的绘图数据、曲线报表。可显示各子系统模拟图及数据、曲线。丰富的绘图功能，能绘制巷道

7、探测点的趋势图、平面图和立体图；根据数据处理功能，能绘制巷道探测点的趋势图、平面图和立体图；根据数据处理的结果进行分析，给出火源探测结果的分析报告，其内容包括：易氧的结果进行分析，给出火源探测结果的分析报告，其内容包括：易氧化区域的位置和范围。自燃火源的位置和范围。自燃的程度。化区域的位置和范围。自燃火源的位置和范围。自燃的程度。 8主要研究内容主要研究内容主要研究内容主要研究内容l矿用本质安全型红外井下数据采集电路设计矿用本质安全型红外井下数据采集电路设计 整整机机采采用用本本质质安安全全型型电电路路、低低电电压压和和低低功功耗耗设设计计，尽尽量量减减少少感感性性和和容容性性储储能能元元件件

8、的的使使用用；电电路路板板采采用用SMTSMT表表面面贴贴工工艺艺，既既减减小小了了体体积积，又又保保障障了了硬硬件件电电路路的的可可靠性；靠性； a. a.信号处理电路信号处理电路 负负责责接接收收经经放放大大器器传传来来的的有有关关温温度度的的电电信信号号，完完成成模模拟拟/ /数数字字转转换换，并并将将转转换换后后的的数数据据经经过过接接口口电电路路，传传送送到到CPUCPU；其其中中A/DA/D芯芯片片采采用用1010位位ICIC，分分辨辨率率为为10241024，温度分辨率可达，温度分辨率可达0.50.5度度 ( (测温范围测温范围-30+500)-30+500)；9主要研究内容主要

9、研究内容主要研究内容主要研究内容l矿用本质安全型红外井下数据采集电路设计矿用本质安全型红外井下数据采集电路设计 b.CPU b.CPU 采采用用 MCS-51MCS-51系系列列8 8位位单单片片机机，时时钟钟频频率率为为10MHZ10MHZ，程程序序容容量量32K32K，是是仪仪器器的的核核心心器器件件；CPUCPU接接收收键键盘盘的的操操作作，按按照照程程序序要要求求，自自动动完完成成各各种种数数据据运运算算处处理理和和智智能能控控制制，将将运运算算结结果果通通过过LCDLCD显显示示出出来来，同同时时将将有有关关数数据据进进行行存存储储记记录录；同同时时，CPUCPU还还设设计计有有与与

10、外外界界计计算算机机的的通通讯讯协协议议，在在确确认认协协议议正正确确后后，将将有有关关的的测测量量数数据据或或者状态，上传至外界计算机；者状态，上传至外界计算机；10主要研究内容主要研究内容主要研究内容主要研究内容l矿用本质安全型红外井下数据采集电路设计矿用本质安全型红外井下数据采集电路设计 c.数据存储单元数据存储单元 采采用用串串行行接接口口的的E2PROME2PROM芯芯片片，具具有有掉掉电电保保护护功功能能，存存储储容容量量为为64K64K（视视情情况况可可进进一一步步扩扩展展），在在CPUCPU的的控控制制之之下下，可可以以完完成成对对测测量量事事件件的的时时间间、位位置置、顺顺序

11、序、测测量量值值等等大大量量数数据据的的存存储储和和记记录录；同同样样，在在CPUCPU的的控控制制之之下下，也也可可以以按按照照要要求求将将测测量量的的存存储储数数据据传传输输到到外外界界的计算机中，完成数据传输通信；的计算机中，完成数据传输通信； d.数据输出单元数据输出单元 以以串串口口通通信信形形式式完完成成与与外外界界计计算算机机的的数数据据通通信信，在在系系统统分分析析软软件件中中实实现现测测量量数数据据的的智智能能化化处处理理；该该接接口口采采用用RS232RS232标标准准接接口口，并并且且具具有有光光电电隔隔离离设设计计，通通用用性强性强;11主要研究内容主要研究内容主要研究

12、内容主要研究内容l矿用本质安全型红外井下数据采集电路设计矿用本质安全型红外井下数据采集电路设计 e.键盘单元键盘单元 键键盘盘单单元元是是仪仪器器的的命命令令输输入入接接口口；它它采采用用表表面面薄薄膜膜按按键键，设设计计为为5V5V直直流流电电压压，回回路路电电流流很很小小（小小于于100uA100uA），操作安全可靠；），操作安全可靠； f.显示单元显示单元 采采用用128*64点点阵阵带带背背光光的的LCD，可可以以显显示示数数据据，背光功能可以使仪器在各种环境下工作；背光功能可以使仪器在各种环境下工作；12主要研究内容主要研究内容主要研究内容主要研究内容l矿用本质安全型红外井下数据采集

13、电路设计矿用本质安全型红外井下数据采集电路设计 g.电源单元电源单元 仪仪器器的的电电源源电电路路采采用用高高效效率率的的DC/DC模模块块设设计计，完完成成不不同同工工作作电电源源的的分分别别输输出出，并并且且具具有有很很好好的的稳稳压压特特性性和和自自我我保保护护功功能能（比比如如：欠欠压压自自动动关关机机功功能能）；仪仪器器的的电电池池采采用用可可充充电电锂锂电电，容容量量为为1400mAh，结结合合整整机机的的低低功功耗耗设设计计，可可以以确确保保仪仪器器的的连连续续工工作作时时间间不不低于低于8小时；电路原理如下图小时；电路原理如下图2 13主要研究内容主要研究内容主要研究内容主要研

14、究内容l电路原理图电路原理图 14主要研究内容主要研究内容l关键技术关键技术 a.红外井下火源探测技术；红外井下火源探测技术； b.矿用本质安全型电路设计矿用本质安全型电路设计; ; c.井下外数据的检测、存储、传输技术。井下外数据的检测、存储、传输技术。 15研究开发的技术路线研究开发的技术路线研究开发的技术路线研究开发的技术路线 l研究开发路线图研究开发路线图 矿山环境分析整体结构设计接 口 设 计 数据存储设计型式试验防爆试验验收16研究开发的技术路线研究开发的技术路线研究开发的技术路线研究开发的技术路线l1.在深入调研的基础上，根据兖州矿区的实际情况，在在深入调研的基础上，根据兖州矿区

15、的实际情况，在研究红外火源探测技术的基础上进行红外井下火源探研究红外火源探测技术的基础上进行红外井下火源探测仪的设计。测仪的设计。l2.进行项目的总体设计，根据矿用本质安全型红外井下进行项目的总体设计，根据矿用本质安全型红外井下数据采集记录仪的电气原理，通过计算设计出达到其数据采集记录仪的电气原理，通过计算设计出达到其检测与存储功能的矿用本质安全型红外井下数据采集检测与存储功能的矿用本质安全型红外井下数据采集记录仪的本质安全型电路、所需本质安全型电源及相记录仪的本质安全型电路、所需本质安全型电源及相关技术参数；关技术参数；l3.进行本质安全型红外井下数据采集记录仪的电气原理进行本质安全型红外井

16、下数据采集记录仪的电气原理模拟试验，检验其能不能达到技术要求模拟试验，检验其能不能达到技术要求。17研究开发的技术路线研究开发的技术路线研究开发的技术路线研究开发的技术路线l4.根据电气原理模拟试验结果，修改电器原理图纸。一根据电气原理模拟试验结果，修改电器原理图纸。一要保证其性能要求，二要达到要保证其性能要求，二要达到GB3836.4GB3836.4本质安全型电本质安全型电气设备的要求。气设备的要求。l5.进行整套系统的电气模拟试验，达到使用要求后，重进行整套系统的电气模拟试验，达到使用要求后，重新修改图纸，设计出矿用本质安全型外壳，并准备好新修改图纸，设计出矿用本质安全型外壳，并准备好相关

17、资料，到国家指定的防爆检验检测机构进行图纸相关资料，到国家指定的防爆检验检测机构进行图纸送审。送审。l6.图图纸纸送送审审合合格格后后，按按照照通通过过检检验验合合格格的的图图纸纸加加工工样样机机，并并对对合合格格样样机机到到国国家家指指定定的的检检测测检检验验机机构构进进行行相相关关的的型型式式试试验验和和电电气气性性能能试试验验(12(12天天的的湿湿热热试试验验、高高低低温温电电气气性性能能、绝绝缘缘性性能能、外外壳壳机机械械性性能能、外外壳壳阻阻燃燃抗抗静静电电性能等性能等) )。18研究开发的技术路线研究开发的技术路线研究开发的技术路线研究开发的技术路线l7.型式试验通过后，进行防爆

18、检验的本质安全性试验，型式试验通过后，进行防爆检验的本质安全性试验，取得防爆合格证。取得防爆合格证。l8.同时根据煤矿井下红外火源探测技术同时根据煤矿井下红外火源探测技术, 完善红外井下完善红外井下火源探测软件，更加适合现场情况。并从以下几方面火源探测软件，更加适合现场情况。并从以下几方面考虑：考虑： (1)该该系系统统采采用用目目前前流流行行的的模模块块集集成成方方式式，可可视视化化，面面向对象，界面友好，使用方便，满足现场的使用要求；向对象，界面友好，使用方便，满足现场的使用要求； (2)系统功能全。能完成从红外探测数据的存储、查询、系统功能全。能完成从红外探测数据的存储、查询、整理、绘图

19、到反演计算的整个红外探测数据的处理过整理、绘图到反演计算的整个红外探测数据的处理过程。红外探测数据库易于用户进行数据的管理与维护；程。红外探测数据库易于用户进行数据的管理与维护；19研究开发的技术路线研究开发的技术路线研究开发的技术路线研究开发的技术路线 (3) (3)丰富的绘图功能，能绘制巷道探测点的趋势图、平丰富的绘图功能，能绘制巷道探测点的趋势图、平面图和立体图；面图和立体图； (4)(4)可可靠靠的的计计算算功功能能，能能方方便便的的给给出出反反演演火火源源的的位位置置、深深度度与与火火源源的的近近似似温温度度；该该系系统统的的开开发发工工具具为为VFVF、C+C+和和MatlabMa

20、tlab，该系统的操作环境为，该系统的操作环境为Windows9XWindows9X。l9.取取得得防防爆爆合合格格证证后后，在在济济宁宁二二号号煤煤矿矿进进行行工工业业性性试试验验问问题题及及时时解解决决，进进一一步步完完善善矿矿用用本本质质安安全全型型红红外外井井下下火源探测仪系统。火源探测仪系统。l10.试验期间，收集资料，写好相关技术文件，为项目试验期间，收集资料，写好相关技术文件，为项目验收做好验收通过后。验收做好验收通过后。20可行性、可靠性分析可行性、可靠性分析可行性、可靠性分析可行性、可靠性分析 l矿用本质安全型红外井下火源探测仪系统的设计本着实用、安全矿用本质安全型红外井下火

21、源探测仪系统的设计本着实用、安全可靠的原则开展工作，力求在系统的软硬件设计上与关键元器件可靠的原则开展工作，力求在系统的软硬件设计上与关键元器件选型上对系统的成功形成强有力的支持，并在兼顾较高性能价格选型上对系统的成功形成强有力的支持，并在兼顾较高性能价格比的前提下，充分考虑系统的实用性与易维护性。下面就本系统比的前提下，充分考虑系统的实用性与易维护性。下面就本系统的整体设计与元器件的选型等方面作可行性与可靠性分析。的整体设计与元器件的选型等方面作可行性与可靠性分析。1、系、系统设计统设计 1. 系统设计系统设计 由于本系统特点是保持检测、存储、数据处理上的相对独立。由于本系统特点是保持检测、

22、存储、数据处理上的相对独立。红外井下数据采集记录仪直接采集数据，并将采集数据存储。井红外井下数据采集记录仪直接采集数据，并将采集数据存储。井上通过上通过RS232口与数据处理计算机传输，井上计算机负责处理口与数据处理计算机传输，井上计算机负责处理数据，这种分开时的结构使系统更加可靠。它界面明确，操作方数据，这种分开时的结构使系统更加可靠。它界面明确，操作方便，便于维护便，便于维护 . 21可行性、可靠性分析可行性、可靠性分析可行性、可靠性分析可行性、可靠性分析l2.软硬件设计与选型软硬件设计与选型 系统的软硬件设计是保证系统性能与功能的前提条件，硬件系统的软硬件设计是保证系统性能与功能的前提条

23、件，硬件是构成系统的基础，要求技术先进，适合现场条件。软件设计工是构成系统的基础，要求技术先进，适合现场条件。软件设计工作量大，要满足系统各项要求。下面就主要设备及元器件的选型作量大，要满足系统各项要求。下面就主要设备及元器件的选型及软件的设计思路进行简述。及软件的设计思路进行简述。 (1)数据处理计算机数据处理计算机 可使用普通计算机可使用普通计算机 。 (2)红外井下数据采集记录仪红外井下数据采集记录仪 采采用用单单片片机机作作为为控控制制核核心心。能能适适应应各各种种恶恶劣劣现现场场条条件件，现现场场抗抗干干扰扰能能力力强强的的特特点点，设设计计具具有有RS232通通讯讯端端口口，便便于

24、于在在井井上上井井上与数据处理计算机进行通讯。完全可以满足现场使用要求。上与数据处理计算机进行通讯。完全可以满足现场使用要求。 22可行性、可靠性分析可行性、可靠性分析可行性、可靠性分析可行性、可靠性分析l软硬件设计与选型软硬件设计与选型 (3)红外测温仪的选择红外测温仪的选择 本仪器系统使用的红外传感器检测精度高，性能本仪器系统使用的红外传感器检测精度高，性能可靠，寿命长。可靠，寿命长。 选选择择红红外外测测温温仪仪可可以以分分为为三三个个方方面面：性性能能指指标标方方面面，如如温温度度范范围围、光光斑斑尺尺寸寸、工工作作波波长长、测测量量精精度度、响响应应时时间间等等；环环境境和和工工作作

25、条条件件方方面面，如如环环境境温温度度、窗窗口口、显显示示和和输输出出、保保护护附附件件等等；其其它它选选择择方方面面，如如使使用用方方便便、维维修修和和校校准准性性能能以以及及价价格格等等，也也对对测测温温仪的选择产生一定的影响。仪的选择产生一定的影响。 除除此此之之外外，还还应应考考虑虑目目标标和和测测温温仪仪所所在在的的环环境境条条件件，如如温温度度、气气氛氛、污污染染和和干干扰扰等等因因素素对对性性能能指指标标的的影响及修正方法。影响及修正方法。23可行性、可靠性分析可行性、可靠性分析可行性、可靠性分析可行性、可靠性分析l红外测温仪的选择红外测温仪的选择 a.测温范围测温范围 测温范围

26、是红外测温仪最重要的一个性能指标。测温范围是红外测温仪最重要的一个性能指标。每个型号的红外测温仪都有自己特定的测温范围。因每个型号的红外测温仪都有自己特定的测温范围。因此，用户的被测温度范围一定要考虑准确、周全，既此，用户的被测温度范围一定要考虑准确、周全，既不要过窄，也不要过宽。一般来说，测温范围越窄，不要过窄，也不要过宽。一般来说，测温范围越窄，监控温度的输出信号分辨率越高，精度可靠性容易解监控温度的输出信号分辨率越高，精度可靠性容易解决。对于矿井测温，一般在低温区，选用波长在决。对于矿井测温，一般在低温区，选用波长在8-14微米为宜。微米为宜。24可行性、可靠性分析可行性、可靠性分析可行

27、性、可靠性分析可行性、可靠性分析l红外测温仪的选择红外测温仪的选择 b.目标尺寸目标尺寸 红红外外测测温温仪仪根根据据其其原原理理可可分分为为亮亮度度测测温温仪仪和和辐辐射射比比测测温温仪仪。对对于于亮亮度度测测温温仪仪，在在进进行行测测温温时时，被被测测目目标标面面积积应应充充满满测测温温仪仪的的视视场场。在在井井下下测测温温时时，若若要要测测面或点，要注意这一问题。面或点，要注意这一问题。 如如图图下下所所示示，建建议议被被测测目目标标尺尺寸寸超超过过视视场场50%为为好好。如如果果目目标标尺尺寸寸小小于于视视场场，背背景景辐辐射射就就会会进进入入测测温温仪的视场，会干扰测温读数，造成误差

28、。仪的视场，会干扰测温读数，造成误差。25可行性、可靠性分析可行性、可靠性分析可行性、可靠性分析可行性、可靠性分析l红外测温仪的选择红外测温仪的选择 确定目标尺寸图确定目标尺寸图 目标大于测量现场 红外测温仪目标小于测量现场目标等于测量现场最好一般差26可行性、可靠性分析可行性、可靠性分析可行性、可靠性分析可行性、可靠性分析l红外测温仪的选择红外测温仪的选择 c.响应时间响应时间 响应时间表示红外测温仪对被测温度变化的反应响应时间表示红外测温仪对被测温度变化的反应速度，定义为到达最后读数的速度，定义为到达最后读数的95%所需的时间，它与所需的时间，它与光电探测器、信号处理电路及显示系统的时间常

29、数有光电探测器、信号处理电路及显示系统的时间常数有关。在确定响应时间时，主要根据目标的运动速度和关。在确定响应时间时，主要根据目标的运动速度和目标的温度变化速度。当测量运动的或快速加热的目目标的温度变化速度。当测量运动的或快速加热的目标时，要选用快速响应红外测温仪，否则达不到足够标时，要选用快速响应红外测温仪，否则达不到足够的信号响应，降低测量精度然而，并不是所有应用都的信号响应，降低测量精度然而，并不是所有应用都要求快速响应的红外测温仪，对于静止的或目标热过要求快速响应的红外测温仪，对于静止的或目标热过程存在热惯性时，或现有控制设备的速度受到限制时，程存在热惯性时，或现有控制设备的速度受到限

30、制时，测温仪的响应时间就可以防宽要求了。因此，红外测测温仪的响应时间就可以防宽要求了。因此，红外测温仪响应时间的选择要和被测目标的情况相适应。温仪响应时间的选择要和被测目标的情况相适应。 27可行性、可靠性分析可行性、可靠性分析可行性、可靠性分析可行性、可靠性分析l红外测温仪的选择红外测温仪的选择 d.光学分辨率光学分辨率 光光学学分分辨辨率率是是测测温温仪仪距距目目标标之之间间的的距距离离D与与测测量量光光斑斑直直径径S的的比比值值，其其比比值值在在2:1-300:1之之间间。选选择择D:S取取决决于于目目标标尺尺寸寸与与测测温温仪仪到到目目标标的的距距离离。光光学学分分辨辨率率越越高高，测

31、测温温仪仪成成本本就就越越高高。在在井井下下使使用用时时，单单纯纯进进行行煤煤巷巷探探测测时时，光光学学分分辨辨率率在在8:1-20:1之之间间即即可可，考考虑虑到到采采空区等其他区域，光学分辨率在空区等其他区域，光学分辨率在30:1-75:1之间为宜。之间为宜。 28可行性、可靠性分析可行性、可靠性分析可行性、可靠性分析可行性、可靠性分析l红外测温仪的选择红外测温仪的选择 e.信号处理功能信号处理功能 测测量量离离散散过过程程（如如零零件件生生产产）和和连连续续过过程程不不同同，要要求求红红外外测测温温仪仪有有信信号号处处理理功功能能（如如峰峰值值保保持持、谷谷值值保持、平均值）。保持、平均

32、值）。 f.环境条件考虑环境条件考虑 测测温温仪仪所所处处的的环环境境条条件件对对测测量量结结果果有有很很大大影影响响，主要考虑具有温度补偿功能。主要考虑具有温度补偿功能。 29可行性、可靠性分析可行性、可靠性分析可行性、可靠性分析可行性、可靠性分析l红外测温仪的选择红外测温仪的选择 g.操作简单，使用方便操作简单，使用方便 红红外外测测温温仪仪应应该该是是直直观观的的，操操作作简简单单，易易于于用用户户操操作作人人员员使使用用，其其中中便便携携式式红红外外测测温温仪仪是是一一种种集集测测温温和和显显示示输输出出为为一一体体的的小小型型、轻轻便便、由由人人携携带带进进行行测测温温的仪器。的仪器

33、。 目目前前，红红外外测测温温仪仪产产品品已已形形成成系系列列化化、规规格格化化。主主要要有有美美国国Raytek公公司司、英英国国Land公公司司、瑞瑞典典AGA公公司司、日日本本航航空空、西西安安仪仪器器仪仪表表厂厂等等公公司司与与厂厂家家生生产产红红外外测测温温仪仪。从从价价格格、精精度度、灵灵敏敏度度、防防爆爆性性、操操作作简简单性等方面综合考虑，拟从以下几种测温仪中选择单性等方面综合考虑，拟从以下几种测温仪中选择：30可行性、可靠性分析可行性、可靠性分析可行性、可靠性分析可行性、可靠性分析l红外测温仪的选择红外测温仪的选择 a.美国美国Raytek公司生产的公司生产的ST6型红外测温

34、仪型红外测温仪 精度：场强挡精度：场强挡 分辨率为：分辨率为： 0.5J 温度挡：温度挡： -18400，精度，精度2%或或2 响应时间：响应时间：500毫秒毫秒; D:S: 8:1 使用环境：温度：使用环境：温度： 040 湿度：湿度： 96% 大气压力：大气压力： 0.81.1105Pa 采用手工记数记录，无输出。采用手工记数记录，无输出。31可行性、可靠性分析可行性、可靠性分析可行性、可靠性分析可行性、可靠性分析l红外测温仪的选择红外测温仪的选择 b.美国美国Raytek公司生产的公司生产的Raynger Mx型红外测温仪型红外测温仪 美美国国Raytek公公司司生生产产的的Raynge

35、r Mx型型红红外外测测温温仪仪是是当当今今市市场场上上唯唯一一带带环环形形测测光光瞄瞄准准的的高高性性能能测测温温仪仪Mx提提供供最最大大/最最小小/差差值值/平均值计算，并内置平均值计算，并内置30种常用材料的辐射系数。种常用材料的辐射系数。 精度：场强挡精度：场强挡 分辨率为：分辨率为： 0.5J 温度挡：温度挡： -30500，精度，精度1%或或1 响应时间：响应时间：250毫秒毫秒; 重复性：精度重复性：精度1%或或1 分辨率：分辨率：0.1D:S: 60:1 使用环境：温度：使用环境：温度： 040； 湿度：湿度： 96% 大气压力：大气压力： 0.81.1105Pa 距离系数大，

36、精度高，响应时间短。距离系数大，精度高，响应时间短。 32可行性、可靠性分析可行性、可靠性分析可行性、可靠性分析可行性、可靠性分析l红外测温仪的选择红外测温仪的选择 它们和真实温度之间的关系是线形关系，根据探测数它们和真实温度之间的关系是线形关系，根据探测数据，可得出如下回归关系。据，可得出如下回归关系。摄氏温度：摄氏温度：华氏温度：华氏温度：摄氏与华氏辐射单位量：摄氏与华氏辐射单位量：式式中中：E2、E3、E2、E3-分分别别为为摄摄氏氏和和华华氏氏温温度度下下的的辐辐射单位量。射单位量。33可行性、可靠性分析可行性、可靠性分析可行性、可靠性分析可行性、可靠性分析l红外测温仪的选择红外测温仪

37、的选择 3.从煤巷近距离自然火源的探测工艺上保证其可靠性从煤巷近距离自然火源的探测工艺上保证其可靠性 a.红外探测区域原始温度的确定红外探测区域原始温度的确定 在在不不同同的的开开采采水水平平,测测取取煤煤层层的的原原始始温温度度和和地地温温梯梯度度。做做为为探探测测的的基基础础对对比比数数据据，因因此此，对对兖兖州州矿矿区区进进行行了了详详细细的的地地温温测测定定，详细数据见本章第详细数据见本章第4部分部分。 b. 探测点的布置原则探测点的布置原则 探探测测点点在在巷巷道道横横向向和和纵纵向向上上的的布布置置如如图图5。一一般般情情况况下下，我我们们把把纵纵向向方方向向的的布布置置称称为为测

38、测站站，横横断断面面上上布布置置测测点点。在在巷巷道道两两帮帮、顶顶、底底板板各各布布置置3-4个个测测点点，进进行行探探测测，若若出出现现自自燃燃现现象象，可可按按实实际际增增加加测测点点数数目目至至6-10个个测测点点。要要更更详详尽尽的的探探测测煤煤巷巷煤煤层层的的自自燃燃状状态态，以以便便形形成成探探测测区区域域，而而不不是是单单一一的的探探测测点点，1m2测测点点数数可可控控制制在在100-150个个之之间间，这这样样就就与与红红外外热热成成像像仪仪探探测测相相似似。巷巷道道测测站站间间距距视视实实际际情情况况而而定定，一一般般为为4-5米米，若若有有特特殊殊情情况况，测测点点间间距

39、距缩缩短短为为2-3米米。对对巷巷道道要要连连续续的的探探测测，每每周周测测1-2次次，测测点点一一定定要要对应；并要注意环境的变化情况。对应；并要注意环境的变化情况。34可行性、可靠性分析可行性、可靠性分析可行性、可靠性分析可行性、可靠性分析l煤巷红外探测点布置图煤巷红外探测点布置图右帮左帮顶板横向顶板测站底板纵向35可行性、可靠性分析可行性、可靠性分析可行性、可靠性分析可行性、可靠性分析l3.3.从煤巷近距离自然火源的探测工艺上保证其可靠性从煤巷近距离自然火源的探测工艺上保证其可靠性 c. c.探测方法探测方法 据据探探测测点点的的位位置置，通通过过仪仪器器内内的的激激光光照照准准器器，瞄

40、瞄准准探探目目标标，要要求求目目标标要要占占满满整整个个视视场场。若若使使用用MxMx红红外外探探测测仪仪，仪仪器器到到目目标标的的距离与要求目标的大小如下：距离与要求目标的大小如下： D: 50cm 1m 1.5m 3m 6m D: 50cm 1m 1.5m 3m 6m S: 1cm 1.6cm 2.5cm 5cm S: 1cm 1.6cm 2.5cm 5cm 10cm10cm 而采用而采用ST6时：时： D: 15cm 50cm D: 15cm 50cm 1m 1.5m 1m 1.5m 3m3m S: 2cm 6.25cm 12.5cm 20cm 40cm 显然采用显然采用Mx比比ST6高

41、。高。36可行性、可靠性分析可行性、可靠性分析可行性、可靠性分析可行性、可靠性分析l3.3.从煤巷近距离自然火源的探测工艺上保证其可靠性从煤巷近距离自然火源的探测工艺上保证其可靠性 d. d.探测的类别探测的类别 在在煤煤巷巷掘掘进进过过程程中中的的初初次次探探测测, , 称称为为易易氧氧化化区区域域的的预预防防探探测测, , 即即根根据据易易氧氧化化区区域域的的性性质质，据据探探测测数数据据确确定定，目目的的是是重重点点防防范范，缩缩小小监监测测范范围围，并并采采取取相相应应的堵漏措施。的堵漏措施。37项目进度安排项目进度安排项目进度安排项目进度安排 l1 1、200320031 14 4

42、调研；调研；l2 2、200220024 4 项目论证项目论证l3 3、200320035 5200320039 9图纸设计。图纸设计。l4 4、200320039 9200320031010电气原理模拟试验。电气原理模拟试验。l5 5、200320031111图纸防爆送审。图纸防爆送审。l6 6200320031212样机试制。样机试制。l7 7200420041-2004.31-2004.3型式试验、防爆检验。型式试验、防爆检验。l8 8200420045 5工业性试验（济宁二号煤矿）工业性试验（济宁二号煤矿）l9 9、200420047 7项目验收项目验收38经费概算经费概算经费概算经费

43、概算 l1、 调研、资料调研、资料 0.5万元万元l2、 图纸设计与电气模拟试验图纸设计与电气模拟试验 2.5万元万元l3、 图纸送审图纸送审 1 万元万元l4、 样机试制样机试制 4 万元万元 l5、 外壳阻燃抗静电检验外壳阻燃抗静电检验 1 万元万元 l6、 型式试验型式试验 2 万元万元 l7、 防爆检验防爆检验 2 万元万元 l8、 工业性试验工业性试验 1 万元万元l9、 设计研究费设计研究费 1 万元万元l10、软件设计费、软件设计费 1 万元万元l11、共计、共计 16万元万元 39承担单位和协作单位分工承担单位和协作单位分工承担单位和协作单位分工承担单位和协作单位分工 l煤业公司安全监察部煤业公司安全监察部l山东科技大学山东科技大学l济宁二号煤矿济宁二号煤矿 40谢谢 谢谢41