CN201449649U - 煤炭自燃监测预警系统 - Google Patents

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陈家庆
姜坤
戴馨
唐秀明
高德荃
郑峰
许桃元
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Abstract

一种煤炭自燃监测预警系统，其特征是它包括用于获取煤炭表面温度的红外测温仪(1)、用于测量红外测温仪(1)位置数据的位置传感器(2)、用于监测气体浓度的气体传感器(3)和工业控制计算机系统(4)，所述的红外测温仪(1)安装在煤场的堆料臂上，位置传感器(2)安装在煤场堆料臂转轴上，红外测温仪(1)及位置传感器(2)、气体传感器(3)的输入/输出端均与工业控制计算机系统(4)对应的输入输出端相连，工业控制计算机(4)通过以太网(5)和客户端(7)及打印机(6)相连。本实用新型具有结构简单，连接方便，能自动实时监控煤场温度及环境状况，指导煤场安全工作，降低煤炭自燃损耗，为企业带来实实在在的安全效益和经济效益。

Description

煤炭自燃监测预警系统
技术领域
本实用新型涉及一种自动化监控设备，尤其是一种煤场使用的能防止其自燃的监测预警系统，具体地说是一种煤炭自燃监测预警系统。
背景技术
众所周知，煤炭作为重要的工业原料和燃料，在发电、冶炼、化工、建材等行业中占有重要的地位。而作为不可再生资源，如何合理、有效地开发利用煤炭资源并避免造成无故浪费将是我们需要努力的方向。从产业结构来看，煤炭对于我国有相当一部分行业例如发电、冶炼等起到至关重要的作用。但据统计每年被不受控制的煤炭自燃烧掉的煤多达1000万至2000万吨，由此可见，煤的自燃问题已经成为了一个突出的问题，对于以煤炭作为主要燃料和工业原料的企业来说，采取有效的监测和防范措施，对于生产安全、经济效益等方面都具有深远的意义。
对于煤堆自燃的监测及预警，目前尚无很好的解决办法，传统方式主要是通过在煤堆多点插入温度传感器来监测煤堆的温度，看是否达到预警温度，从而确定是否会造成自燃。这是一种接触式的点检测的方式，工程量浩大，需要的监测点众多，通常也无法准确定位，这种接触式的监测方式容易对操作人员的安全和健康造成威胁。随着煤炭的消耗和周转，需要人力反复操作，这对于超大型煤炭堆积场存在不可实现性。而且传统预警系统是一个单一的、孤立的系统，无法将多传感器的数据进行分析和融合，也就无法对煤场的温度、易燃有毒气体的浓度等指标进行综合考量，无法反映煤场真实的环境状况。
发明内容
本实用新型的目的是针对现有的煤场防自燃监测主要依靠人工安插温度计进行检测，工作量大，参数单一，可靠性差，存在安全隐患的问题，设计一种非接触式可多点实时监控，多参数综合判断的煤炭自燃监测预警系统。
本实用新型的技术方案是：
一种煤炭自燃监测预警系统，其特征是它包括用于获取煤炭表面温度的红外测温仪1、用于测量红外测温仪1位置数据的位置传感器2、用于监测气体浓度的气体传感器3和工业控制计算机系统4，所述的红外没温仪1安装在煤场的堆料臂上，位置传感器2安装在煤场堆料臂转轴上，红外测温仪1及位置传感器2、气体传感器3的输入/输出端均与工业控制计算机系统4对应的输入输出端相连，工业控制计算机4通过以太网5和客户端7及打印机6相连，环境监测的数据和报表可通过客户端查询并通过打印机打印成文档。
本实用新型的有益效果：
本实用新型通过非接触式红外温度扫描仪，对煤堆表面进行全区域自动扫描，当有自燃前兆出现时，局部煤体的内部热量堆积将会引起该区域煤体表面温度的上升，这种煤体表面温度的变化将会被该监测系统实时捕捉到并结合煤场CO等气体浓度的变化，及时发出预警，将自燃隐患消灭在萌芽状态。
本实用新型通过采用非接触热成像技术，可轻易探测到热源点。
本实用新型通过位置传感器和热成像技术结合，能实现高精度热源定位。
本实用新型通过多传感器的合理融合，实现了煤场环境的全面监控。
本实用新型报警迅速，便于及时启动预防措施、防止火灾发生。
本实用新型采用煤场全范围监测有片于是大型煤堆和储煤场的安防。
本实用新型安装简便、能全自动运转。
本实用新型维护量小，一次投入，永久受益。
本实用新型具有结构简单，连接方便，能自动实时监控煤场温度及环境状况，指导煤场安全工作，降低煤炭自燃损耗，为企业带来实实在在的安全效益和经济效益。
附图说明
图1是本实用新型的系统结构框图。
图2是本实用新型的各传感器在煤堆现场的安装方式示意图。
图3是与本实用新型相配的系统软件逻辑结构框图。
图4是与本实用新型相配的软件工作流程图。
具体实施方式
下面结合附图和实施例对本实用新型作进一步的说明。
如图1-4所示。
一种煤炭自燃监测预警系统，其特征是它包括用于获取煤炭表面温度的红外测温仪1(可采用LANDSCAN LSP60的扫描式红外热像仪)、用于测量红外测温仪1位置数据的位置传感器2(可采用SICK ATM60的位置编码器加以实现)、用于监测气体浓度的气体传感器3(它包括CO气体浓度传感器、SO2气体浓度传感器等，均可直接从市场购置)和工业控制计算机系统4，所述的红外没温仪1安装在煤场的堆料臂上，位置传感器2安装在煤场堆料臂转轴上，红外测温仪1及位置传感器2、气体传感器3的输入/输出端均与工业控制计算机系统4对应的输入输出端相连，工业控制计算机4通过以太网5和客户端7及打印机6相连，环境监测的数据和报表可通过客户端查询并通过打印机打印成文档。如图1所示。
扫描式红外热像仪随着煤场堆料大臂的转动每隔一定角度拍摄一张煤仓表面的热像图，与此同时安装在堆料机转轴上的绝对值位置编码器记录下大臂的位置，将热像图跟位置信息匹配获得全场的俯视热像全图。同时利用气体传感器检测煤仓里的CO浓度。通过热像图上每点温度的变化来判断是否有自燃的可能，并加入CO浓度值的变化作为参考。
本实用新型首先通过安装在堆取料机上的扫描式红外热像仪1和位置传感器2，将热图和煤场坐标形成对应关系，并通过安装在煤场的气体传感器3监测环境状况，以备监测系统参考，判断煤场自燃发生的趋势，如图2所示.扫描式红外热像仪1、位置传感器2和气体传感器3均通过数据接口与工业控制计算机系统4直接相连，工业控制计算机4上安装的监测软件通过数据接口和各传感器进行通信，工业控制计算机4同时承担数据服务器的功能，通过以太网5，客户端7能够查询监测数据和打印监测报表.工业控制计算机4上安装的采集软件根据位置传感器2的实时数据更新，向扫描红外热像仪1发出采集温度的指令，形成位置数据和温度数据的匹配数组，匹配数组存储到数据库中以备查询和图形显示.监测软件通过图像拼接技术将煤场全范围热像图实时显示，并根据用户设定的阈值，对超出阈值温度的区域进行告警；通过图像叠加技术监测煤炭表面温度的动态变化，判断煤炭自燃的趋势.气体传感器3的数据帮助系统判断煤场综合环境状况，以最大程度的保护工作人员的作业安全.客户端7用户通过以太网5查询和监测煤场实时温度分布，并可通过打印机6打印报表和热图.
本实用新型的控制及处理软件的逻辑图及流程图分别如图3、4所示。
本实用新型未涉及部分均与现有技术相同或可采用现有技术加以实现。

Claims (2)

1.一种煤炭自燃监测预警系统，其特征是它包括用于获取煤炭表面温度的红外测温仪(1)、用于测量红外测温仪(1)位置数据的位置传感器(2)、用于监测气体浓度的气体传感器(3)和工业控制计算机系统(4)，所述的红外没温仪(1)安装在煤场的堆料臂上，位置传感器(2)安装在煤场堆料臂转轴上，红外测温仪(1)及位置传感器(2)、气体传感器(3)的输入/输出端均与工业控制计算机系统(4)对应的输入输出端相连，工业控制计算机(4)通过以太网(5)和客户端(7)及打印机(6)相连。
2.根据权利要求1所述的煤炭自燃监测预警系统，其特征是所述的红外热像仪(1)是扫描式红外热像仪。
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