一种矿用分布式光纤测温装置及其使用方法与流程

1.本发明涉及温度测量技术领域，特别涉及一种矿用分布式光纤测温装置及其使用方法。


背景技术：

2.常规分布式光纤测温安装条件下，其感温光纤需沿测温路径一体式完成排布。该种测感方式适应于复杂矿井地质层巷道环境内时，由于其矿井测点内存在部分间段处于狭小的窄细电缆通道内，感温光纤随电缆一体分布方式，其感温光纤的穿绕捆扎操作，容易受制于该狭小的窄细电缆通道内空间分布面的限制。且由于感温光纤传感单元所需的精密度要求高，需定期维护，在该节段点电缆通道出现感应信号断点、老化或感温光纤损伤时，位于该部分窄细电缆通道内的感温光纤可替换性操作难以实现。介于此，使得后期不便于单独对该部分窄细电缆通道内的感温光纤替换安装，采用该测温方式适用于矿井环境下的灵活度不够理想。为此，我们提出一种矿用分布式光纤测温装置。


技术实现要素：

3.本发明的主要目的在于提供一种矿用分布式光纤测温装置及其使用方法。
4.为实现上述目的，本发明采取的技术方案为：一种矿用分布式光纤测温装置，包括若干个依据待测节段电缆位置排布的测点定距支件，所述测点定距支件开设有测具过送导槽，所述测点定距支件一端安装有测温过线载具，所述测点定距支件安装有光纤测温组件和测点带送组件，所述测点带送组件用于依据待测温节段分布点将所述光纤测温组件沿电缆排布区域引导传送，所述光纤测温组件包括定位信号反馈器、测点到达响应模块和光纤测温器，所述定位信号反馈器与所述测点到达响应模块固定连接，所述光纤测温器与所述测点到达响应模块固定连接，所述定位信号反馈器用于实时定位所述光纤测温器当前所处位置，所述测点到达响应模块用于所述光纤测温器到达待测温节段分布点时的信号反馈，所述测点带送组件包括测点引导通槽、隔断夹块、壁面传导尺带和移送驱动件，所述测点引导通槽与所述测点定距支件固定连接，所述隔断夹块和壁面传导尺带均固定连接于所述测点引导通槽的内壁，所述移送驱动件的输出端固定连接有动向传动齿。
5.本发明进一步的改进在于，所述定位信号反馈器的底部固定连接有外嵌合滑送框座，所述外嵌合滑送框座滑动连接于所述测点引导通槽的外侧，所述移送驱动件的输出端贯穿所述外嵌合滑送框座并延伸至所述测点引导通槽内侧，所述动向传动齿与所述壁面传导尺带之间相互啮合，所述隔断夹块用于所述动向传动齿沿所述壁面传导尺带分布路径啮合传动时的防脱限制。
6.本发明进一步的改进在于，所述测温过线载具包括定位弧形框架、测点引伸支座和定距捆扎件，所述定位弧形框架与所述测点定距支件固定连接，所述测点引伸支座固定连接于所述定位弧形框架的外壁，所述定距捆扎件固定连接于所述测点引伸支座的上端，所述定距捆扎件用于所述测点引伸支座支撑电缆后的定位锁止。
7.本发明进一步的改进在于，若干个所述测点定距支件的一侧壁固定连接有电磁推进器，所述电磁推进器用于所述光纤测温组件沿电缆排布区到达待测温节段后的位置锁定。
8.本发明进一步的改进在于，所述定位弧形框架的上端固定连接有标定信号传递模块，所述标定信号传递模块通过向终端主机传递标记测温点所处位置。
9.本发明进一步的改进在于，一种矿用分布式光纤测温装置的使用方法，包括以下步骤：步骤s1、通过测温过线载具作为电缆支具，经测点定距支件装配排布至矿井下窄细电缆通道，使两个相邻的测点定距支件区间内的电缆作为一个独立测温节段；步骤s2、待测试时，通过标定信号传递模块选定所需测温节段，将选定的测点定距支件区间内的测温节段尾端的电磁推进器调控呈推进拦截状态，之后将光纤测温组件置于矿井下窄细电缆通道的首段位置，通过测点带送组件驱动光纤测温组件向选定的测温节段位置移动；步骤s3、待光纤测温组件经测点带送组件的引导到当前选定的待测温节段的尾端位置后，测点带送组件受到位于节段尾端的电磁推进器的阻拦停止，此时通过定位信号反馈器将当前光纤测温器位置向测点到达响应模块中发送，即通过测点到达响应模块将当前光纤测温器所处位置是否到达标定信号传递模块的标定位置进行计算核对，待核对到达后，即通过光纤测温器测得当前选定的待测温节段位置的电缆表面温度，完成测温反馈。
10.与现有技术相比，本发明通过测温过线载具作为电缆支具直接装接于矿井窄细电缆通道后，使两个相邻的测点定距支件区间内的电缆作为一个独立测温节段，进而依据测点定距支件分段的排布点位置，通过测点带送组件的引导，满足分布式测量的同时，可实现对狭小的窄细电缆通道内电缆的非固定式测温操作，进而在光纤测温组件出现感应信号断点、老化或感温光纤损伤造成采集误差时，可单独将光纤测温组件更换，提高于矿井环境下，适应于窄细电缆通道的使用灵活性。
附图说明
11.图1为本发明一种矿用分布式光纤测温装置的组成图。
12.图2为本发明一种矿用分布式光纤测温装置的装配示意图。
13.图3为本发明一种矿用分布式光纤测温装置中定位信号反馈器、外嵌合滑送框座和测点带送组件的示意图。
14.图4是图1中的a部分放大图。
15.图中：1、测点定距支件；11、测具过送导槽；2、测温过线载具；21、定位弧形框架；211、标定信号传递模块；22、测点引伸支座；23、定距捆扎件；3、光纤测温组件；31、定位信号反馈器；32、测点到达响应模块；33、光纤测温器；34、外嵌合滑送框座；4、测点带送组件；41、测点引导通槽；42、隔断夹块；43、壁面传导尺带；44、移送驱动件；441、动向传动齿；5、电磁推进器。
具体实施方式
16.下面结合具体实施方式对本发明作进一步的说明，其中，附图仅用于示例性说明，
表示的仅是示意图，而非实物图，不能理解为对本专利的限制，为了更好地说明本发明的具体实施方式，附图某些部件会有省略、放大或缩小，并不代表实际产品的尺寸，对本领域技术人员来说，附图中某些公知结构及其说明可能省略是可以理解的，基于本发明中的具体实施方式，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他具体实施方式，都属于本发明保护的范围。
17.实施例，请参阅图1-图4，一种矿用分布式光纤测温装置，包括若干个依据待测节段电缆位置排布的测点定距支件1，测点定距支件1开设有测具过送导槽11，测点定距支件1一端安装有测温过线载具2，测点定距支件1安装有光纤测温组件3和测点带送组件4，测点带送组件4用于依据待测温节段分布点将光纤测温组件3沿电缆排布区域引导传送，光纤测温组件3包括定位信号反馈器31、测点到达响应模块32和光纤测温器33，定位信号反馈器31与测点到达响应模块32固定连接，光纤测温器33与测点到达响应模块32固定连接，定位信号反馈器31用于实时定位光纤测温器33当前所处位置，测点到达响应模块32用于光纤测温器33到达待测温节段分布点时的信号反馈，测点带送组件4包括测点引导通槽41、隔断夹块42、壁面传导尺带43和移送驱动件44，测点引导通槽41与测点定距支件1固定连接，隔断夹块42和壁面传导尺带43均固定连接于测点引导通槽41的内壁，移送驱动件44的输出端固定连接有动向传动齿441。
18.本实施例中，为避免常规测感方式适用于矿井测点时，因受制于该狭小的窄细电缆通道内空间分布面的限制，在该节段点出现感应信号断点或感温光纤损伤时，位于该部分窄细电缆通道内的感温光纤可替换性操作难以实现。因此后期不便于单独对该部分窄细电缆通道内的感温光纤替换安装，本发明通过提出一种矿用分布式光纤测温装置解决上述技术问题。
19.在本实施例中，本发明通过将测点定距支件1和测温过线载具2作为电缆支具，进而在电缆排装于矿井窄细电缆通道内时，用于替代电缆架作为矿井中窄细电缆通道局部点的电缆支架，进而使位于两个矿井窄细电缆通道内每相邻的测点定距支件1区间内的电缆长度作为一个独立的测温节段。例如s1节段、s2节段、
…
、s10节段，待测试时，即可通过终端主机向标定信号传递模块211发送控制信号，进而经标定信号传递模块211选定所需测温节段。
20.其中，定位弧形框架21的上端固定连接有标定信号传递模块211，标定信号传递模块211通过向终端主机传递标记测温点所处位置；设定完成测温节段后，通过随机选取s2节段进行局部节点的测温。操作时首先通过终端主机发送控制信号，将除s2外节点中测点定距支件1所设置的电磁推进器5调控呈收缩状态，进而开放光纤测温组件3到达测温点时的活动路径。同时通过标定信号传递模块211选定的测点定距支件1区间内的测温节段的电磁推进器5调控呈推进拦截状态，使光纤测温组件3到达测点时可受拦截后快速完成锁止，进而保持对单节点测温的稳定性。完成电磁推进器5的调控之后，将光纤测温组件3置于矿井下窄细电缆通道的首段位置，通过测点带送组件4驱动光纤测温组件3向选定的测温节段位置移动，直至到达测点后，通过电磁推进器5的阻隔锁止，完成光纤测温组件3沿测点带送组件4为路径的滑动锁止，通过定位信号反馈器31将当前光纤测温器33位置向测点到达响应模块32中发送。此时，通过测点到达响应模块32将当前光纤测温器33所处位置是否到达标定信号传递模块211的标定位置进行计算核对。待测点到达响应模块32核对完成后，即通过
向终端主机发送启动测温信号，进而使终端主机控制光纤测温器33开启，通过光纤测温器33对当前节段电缆表面温度测出。
21.在本实施例中，光纤测温器33工作原理是通过在感应触头位置设置光纤，光纤一端加上温度变化的激发，而另一端则接收温度变化的信号，当温度发生变化时，光纤内部的介质会将温度变化引起的折射率变化传播到光纤另一端，最终变化的信号处理，进而再得出测量结果，实现非接触式的远程测量，该处为本领域公知测量原理，在此不再赘述。
22.待完成测温后，即通过测点带送组件4驱动光纤测温组件3整体归位至窄细电缆通道首端位置，通过手动拿持将外嵌合滑送框座34与测点引导通槽41分离后，完成对定位信号反馈器31非使用状态下的拆除，进而实现对狭小的窄细电缆通道内电缆的测温工作。同时在光纤测温组件3测温准确度受制于环境影响因出现感应信号断点、老化或感温光纤损伤造成采集误差时，可单独将光纤测温组件3更换。
23.其中，定位信号反馈器31的底部固定连接有外嵌合滑送框座34，外嵌合滑送框座34滑动连接于测点引导通槽41的外侧，移送驱动件44的输出端贯穿外嵌合滑送框座34并延伸至测点引导通槽41内侧。动向传动齿441与壁面传导尺带43之间相互啮合，隔断夹块42用于动向传动齿441沿壁面传导尺带43分布路径啮合传动时的防脱限制；在本实施例中，测点引导通槽41沿测具过送导槽11内侧穿过，通过测点带送组件4驱动光纤测温组件3向选定的测温节段位置移动，首先经位于窄细电缆通道内的测点引导通槽41首端位置将外嵌合滑送框座34与测点引导通槽41卡接，进而使动向传动齿441与测点引导通槽41内侧设置的壁面传导尺带43相互啮合连接。完成上述后，即通过移送驱动件44驱动动向传动齿441和壁面传导尺带43在传动作用下沿测点引导通槽41分布路径向所需测温的电缆节段输送，同时通过隔断夹块42对动向传动齿441以及移送驱动件44做出啮合传动过程中的防脱离阻隔。
24.其中，测温过线载具2包括定位弧形框架21、测点引伸支座22和定距捆扎件23，定位弧形框架21与测点定距支件1固定连接，测点引伸支座22固定连接于定位弧形框架21的外壁，定距捆扎件23固定连接于测点引伸支座22的上端，定距捆扎件23用于测点引伸支座22支撑电缆后的定位锁止；通过定位弧形框架21作为电缆安装时的支撑主体，测点引伸支座22则延伸电缆支撑范围。通过定距捆扎件23与测点引伸支座22捆扎定位后，提高电缆整体支撑时的定位效果，进而保持光纤测温器33进行测温操作时与所选节段的电缆皮表之间的对应性，起到提高测温精确度的作用。
25.其中，若干个测点定距支件1的一侧壁固定连接有电磁推进器5，电磁推进器5用于光纤测温组件3沿电缆排布区到达待测温节段后的位置锁定；在本实施例中电磁推进器5与终端主机信号连接，通过控制电磁推进器5伸展阻隔，进而在光纤测温组件3随测点带送组件4驱动到达测温点后，完成对测点带送组件4所在点位的限制。
26.以上显示和描述了本发明的基本原理和主要特征和本发明的优点。本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内。本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。

技术特征：
1.一种矿用分布式光纤测温装置，包括若干个依据待测节段电缆位置排布的测点定距支件（1），所述测点定距支件（1）开设有测具过送导槽（11），其特征在于，所述测点定距支件（1）一端安装有测温过线载具（2），所述测点定距支件（1）安装有光纤测温组件（3）和测点带送组件（4），所述测点带送组件（4）用于依据待测温节段分布点将所述光纤测温组件（3）沿电缆排布区域引导传送；所述光纤测温组件（3）包括定位信号反馈器（31）、测点到达响应模块（32）和光纤测温器（33），所述定位信号反馈器（31）与所述测点到达响应模块（32）固定连接，所述光纤测温器（33）与所述测点到达响应模块（32）固定连接，所述定位信号反馈器（31）用于实时定位所述光纤测温器（33）当前所处位置，所述测点到达响应模块（32）用于所述光纤测温器（33）到达待测温节段分布点时的信号反馈；所述测点带送组件（4）包括测点引导通槽（41）、隔断夹块（42）、壁面传导尺带（43）和移送驱动件（44），所述测点引导通槽（41）与所述测点定距支件（1）固定连接，所述隔断夹块（42）和壁面传导尺带（43）均固定连接于所述测点引导通槽（41）的内壁，所述移送驱动件（44）的输出端固定连接有动向传动齿（441）。2.根据权利要求1所述的一种矿用分布式光纤测温装置，其特征在于：所述定位信号反馈器（31）的底部固定连接有外嵌合滑送框座（34），所述外嵌合滑送框座（34）滑动连接于所述测点引导通槽（41）的外侧，所述移送驱动件（44）的输出端贯穿所述外嵌合滑送框座（34）并延伸至所述测点引导通槽（41）内侧，所述动向传动齿（441）与所述壁面传导尺带（43）之间相互啮合，所述隔断夹块（42）用于所述动向传动齿（441）沿所述壁面传导尺带（43）分布路径啮合传动时的防脱限制。3.根据权利要求1所述的一种矿用分布式光纤测温装置，其特征在于：所述测温过线载具（2）包括定位弧形框架（21）、测点引伸支座（22）和定距捆扎件（23），所述定位弧形框架（21）与所述测点定距支件（1）固定连接，所述测点引伸支座（22）固定连接于所述定位弧形框架（21）的外壁，所述定距捆扎件（23）固定连接于所述测点引伸支座（22）的上端，所述定距捆扎件（23）用于所述测点引伸支座（22）支撑电缆后的定位锁止。4.根据权利要求1所述的一种矿用分布式光纤测温装置，其特征在于：若干个所述测点定距支件（1）的一侧壁固定连接有电磁推进器（5），所述电磁推进器（5）用于所述光纤测温组件（3）沿电缆排布区到达待测温节段后的位置锁定。5.根据权利要求3所述的一种矿用分布式光纤测温装置，其特征在于：所述定位弧形框架（21）的上端固定连接有标定信号传递模块（211），所述标定信号传递模块（211）通过向终端主机传递标记测温点所处位置。6.根据权利要求1-5任一项所述的一种矿用分布式光纤测温装置的使用方法，其特征在于，包括以下步骤：步骤s1、通过测温过线载具（2）作为电缆支具，经测点定距支件（1）装配排布至矿井下窄细电缆通道，使两个相邻的测点定距支件（1）区间内的电缆作为一个独立测温节段；步骤s2、待测试时，通过标定信号传递模块（211）选定所需测温节段，将选定的测点定距支件（1）区间内的测温节段尾端的电磁推进器（5）调控呈推进拦截状态，之后将光纤测温组件（3）置于矿井下窄细电缆通道的首段位置，通过测点带送组件（4）驱动光纤测温组件（3）向选定的测温节段位置移动；
步骤s3、待光纤测温组件（3）经测点带送组件（4）的引导到当前选定的待测温节段的尾端位置后，测点带送组件（4）受到位于节段尾端的电磁推进器（5）的阻拦停止，此时通过定位信号反馈器（31）将当前光纤测温器（33）位置向测点到达响应模块（32）中发送，即通过测点到达响应模块（32）将当前光纤测温器（33）所处位置是否到达标定信号传递模块（211）的标定位置进行计算核对，待核对到达后，即通过光纤测温器（33）测得当前选定的待测温节段位置的电缆表面温度，完成测温反馈。

技术总结
本发明涉及温度测量领域，具体公开了一种矿用分布式光纤测温装置及其使用方法，包括若干个依据待测节段电缆位置排布的测点定距支件，所述测点定距支件开设有测具过送导槽，所述测点定距支件一端安装有测温过线载具；通过测温过线载具作为电缆支具直接装接于矿井窄细电缆通道后，使两个相邻的测点定距支件区间内的电缆作为一个独立测温节段，进而依据测点定距支件分段的排布点位置，通过测点带送组件的引导，满足分布式测量的同时，可实现对狭小的窄细电缆通道内电缆的非固定式测温操作，进而在光纤测温组件出现感应信号断点、老化或感温光纤损伤造成采集误差时，可单独将光纤测温组件更换。组件更换。组件更换。


技术研发人员：李茂龙 边震 秘成良 高斌 董继猛 于劲松
受保护的技术使用者：山东千颐科技有限公司
技术研发日：2023.06.07
技术公布日：2023/7/12