本發(fā)明屬于溫度的測量、光波的測量和計算機技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種地浸鈾礦蒸發(fā)池的分布式光纖滲漏監(jiān)測系統(tǒng)。

背景技術(shù)：

蒸發(fā)池是地浸采鈾生產(chǎn)過程中的重要設(shè)施。目前我國已建地浸鈾礦的蒸發(fā)池都沒有監(jiān)測滲漏的有效方法，最多通過視頻監(jiān)控的方式觀察現(xiàn)場情況，無法保證蒸發(fā)系統(tǒng)安全可靠的運行，無法有效降低蒸發(fā)池滲漏帶來的環(huán)境污染和安全風(fēng)險。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的在于提供一種技術(shù)安全保障性較高、有效降低蒸發(fā)池滲漏帶來的環(huán)境污染和安全風(fēng)險的地浸鈾礦蒸發(fā)池的分布式光纖滲漏監(jiān)測系統(tǒng)，以解決地浸鈾礦蒸發(fā)池的滲漏監(jiān)測問題。

為達(dá)到上述目的，本發(fā)明所采取的技術(shù)方案為：

一種地浸鈾礦蒸發(fā)池的分布式光纖滲漏監(jiān)測系統(tǒng)，包括操作電腦、滲漏監(jiān)測系統(tǒng)主機、光纖接續(xù)盒a、通信光纖、光纖接續(xù)盒b、監(jiān)測光纖、加熱裝置、電源切換開關(guān)、串口光端機a、串口光端機b；現(xiàn)場的監(jiān)測光纖敷設(shè)于蒸發(fā)池底部，之后在上面鋪設(shè)細(xì)沙，加蓋土工膜；設(shè)在控制中心的滲漏監(jiān)測系統(tǒng)主機接光纖接續(xù)盒a通過通信光纖接設(shè)在蒸發(fā)池就地控制箱的光纖接續(xù)盒b，光纖接續(xù)盒b再與蒸發(fā)池底部的監(jiān)測光纖連接，操作電腦通過串口光端機a和串口光端機b連接現(xiàn)場的加熱裝置；滲漏監(jiān)測系統(tǒng)主機發(fā)出控制命令給加熱裝置通過電源切換開關(guān)對監(jiān)測光纖進行加熱處理，發(fā)射激光傳輸?shù)浆F(xiàn)場的監(jiān)測光纖，激光通過監(jiān)測光纖后反射回來傳輸回滲漏監(jiān)測系統(tǒng)主機。

所述的監(jiān)測光纖為可加熱分布式光纖。

現(xiàn)場有多個蒸發(fā)池，采用光纖接續(xù)盒將所有光纖首尾連接，并對蒸發(fā)池進行編號，對監(jiān)測光纖進行地址編碼，然后與滲漏監(jiān)測系統(tǒng)主機的通道相連。

所述的滲漏監(jiān)測系統(tǒng)主機用于發(fā)射光信號并對反饋信號進行處理、運算、存儲，得到滲漏部位溫度變化數(shù)據(jù)。

所述的監(jiān)測光纖用于探測監(jiān)測點溫度并對信號進行傳輸。

所述的操作電腦用于滲漏監(jiān)測系統(tǒng)軟件系統(tǒng)的安裝，通過操作電腦對滲漏監(jiān)測系統(tǒng)主機進行配置，以曲線的形式實時顯示探測點的溫度數(shù)據(jù)。

當(dāng)蒸發(fā)池發(fā)生滲漏時，底部局部區(qū)域溫度會迅速下降；根據(jù)激光脈沖在監(jiān)測光纖中傳輸時背向拉曼散射的溫度效應(yīng)，可獲取監(jiān)測光纖沿線各點的溫度即實現(xiàn)溫度的分布式測量，從而可進行蒸發(fā)池的滲漏監(jiān)測和滲漏點定位；當(dāng)某一監(jiān)測點的溫度低于報警閾值時，滲漏監(jiān)測系統(tǒng)主機會進行滲漏位置定位計算，同時發(fā)出聲光報警，并在操作電腦上顯示報警位置及溫度，記錄報警數(shù)據(jù)及時間。

本發(fā)明所取得的有益效果為：

本發(fā)明采用由滲漏監(jiān)測系統(tǒng)主機和現(xiàn)場的分布式光纖組成的滲漏監(jiān)測系統(tǒng)進行滲漏監(jiān)測，滲漏監(jiān)測主機發(fā)射的光束經(jīng)過光纖傳感器，光纖傳感器周圍的溫度場會導(dǎo)致光束在光纖內(nèi)產(chǎn)生拉曼散射，根據(jù)檢測反射光的波長變化即可測出光纖傳感器周圍的溫度場，當(dāng)某一監(jiān)測點的溫度低于報警閾值時，系統(tǒng)主機會進行滲漏位置定位計算，同時發(fā)出聲光報警，并在操作電腦上顯示報警位置及溫度，記錄報警數(shù)據(jù)及時間。

本發(fā)明采用可加熱光纖作測溫傳感器，建立滲漏監(jiān)測系統(tǒng)，可加熱光纖同時作為傳感探測單元和信號傳輸通道。光纖傳感探測和信號傳輸依靠光信號不受電磁干擾，是一種安全的滲漏監(jiān)測系統(tǒng)。另外，光纖傳感器是一種分布式傳感器，可實時監(jiān)測光纖沿線各點的溫度，大大增加了監(jiān)測點數(shù)目，有效提高蒸發(fā)池滲漏監(jiān)測系統(tǒng)的可靠性和定位精度。

本發(fā)明采用分布式光纖滲漏監(jiān)測系統(tǒng)，與傳統(tǒng)的熱電偶監(jiān)測方法相比，分布式光纖滲漏監(jiān)測系統(tǒng)具有明顯的優(yōu)點：傳感系統(tǒng)不受電磁干擾、結(jié)構(gòu)緊湊、靈敏度高、使用靈活方便、使用壽命長、安全可靠，此外，分布式光纖監(jiān)測系統(tǒng)的監(jiān)測點多，方便實現(xiàn)傳感信號的長距離傳輸和集中處理。

分布式光纖滲漏監(jiān)測系統(tǒng)能夠?qū)崿F(xiàn)蒸發(fā)池滲漏的實時監(jiān)測，精確反映蒸發(fā)池底部的運行狀態(tài)。該系統(tǒng)監(jiān)測精度高、反應(yīng)速度快、定位準(zhǔn)確、穩(wěn)定可靠，能夠?qū)崟r顯示蒸發(fā)池滲漏位置和滲漏時間等滲漏信息。此外系統(tǒng)還可實時記錄蒸發(fā)池底的溫度場分布，能以曲線和數(shù)字兩種方式顯示，監(jiān)測數(shù)據(jù)可長期存儲，方便查詢。

本發(fā)明適用于各種規(guī)模蒸發(fā)池，用于監(jiān)測蒸發(fā)池的滲漏情況。目前國內(nèi)在建及已建鈾礦山的蒸發(fā)系統(tǒng)均可采用該技術(shù)，提高其安全監(jiān)測水平。因此該技術(shù)具有較廣闊的應(yīng)用前景。

附圖說明

圖1為地浸鈾礦蒸發(fā)池的分布式光纖滲漏監(jiān)測系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖；

圖2為分布式光纖在蒸發(fā)池底的敷設(shè)示意圖；

圖中：1、操作電腦；2、滲漏監(jiān)測系統(tǒng)主機；3、光纖接續(xù)盒a；4、通信光纖；5、光纖接續(xù)盒b；6、監(jiān)測光纖；7、加熱裝置；8、電源切換開關(guān)；9、串口光端機a；10、串口光端機b。

具體實施方式

下面結(jié)合附圖和具體實施例對本發(fā)明進行詳細(xì)說明。

如圖1、圖2所示，本發(fā)明所述地浸鈾礦蒸發(fā)池的分布式光纖滲漏監(jiān)測系統(tǒng)包括操作電腦1、滲漏監(jiān)測系統(tǒng)主機2、光纖接續(xù)盒a3、通信光纖4、光纖接續(xù)盒b5、監(jiān)測光纖6、加熱裝置7、電源切換開關(guān)8、串口光端機a9、串口光端機b10。其中監(jiān)測光纖6為可加熱分布式光纖。

現(xiàn)場的監(jiān)測光纖6根據(jù)蒸發(fā)池大小按照一定距離和方法敷設(shè)于蒸發(fā)池底部，之后在上面鋪設(shè)細(xì)沙，加蓋土工膜；設(shè)在控制中心的滲漏監(jiān)測系統(tǒng)主機2接光纖接續(xù)盒a3通過通信光纖4接設(shè)在蒸發(fā)池就地控制箱的光纖接續(xù)盒b5，光纖接續(xù)盒b5再與蒸發(fā)池底部的監(jiān)測光纖6連接，操作電腦1通過串口光端機a9和串口光端機b10連接現(xiàn)場加熱裝置7；滲漏監(jiān)測系統(tǒng)主機2發(fā)出控制命令給加熱裝置7通過電源切換開關(guān)8對監(jiān)測光纖6進行加熱處理，發(fā)射激光傳輸?shù)浆F(xiàn)場的監(jiān)測光纖6，激光通過監(jiān)測光纖6后反射回來傳輸回滲漏監(jiān)測系統(tǒng)主機2?，F(xiàn)場有多個蒸發(fā)池，采用光纖接續(xù)盒將所有光纖首尾連接，并對蒸發(fā)池進行編號，對監(jiān)測光纖6進行地址編碼，然后與滲漏監(jiān)測系統(tǒng)主機2的通道相連。

滲漏監(jiān)測系統(tǒng)主機2用于發(fā)射光信號并對反饋信號進行處理、運算、存儲，得到滲漏部位溫度變化數(shù)據(jù)；加熱裝置7和電源切換開關(guān)8用于對監(jiān)測光纖6進行加熱；加熱裝置7通過電路連接電源切換開關(guān)8，根據(jù)滲漏監(jiān)測系統(tǒng)主機2的命令切換通道加熱監(jiān)測光纖6；監(jiān)測光纖6用于探測監(jiān)測點溫度并對信號進行傳輸；光纖接續(xù)盒a3和光纖接續(xù)盒b5用于連接監(jiān)測光纖6與滲漏監(jiān)測系統(tǒng)主機2；串口光端機a9和串口光端機b10用于操作電腦1與加熱裝置7的通訊，發(fā)送控制命令給加熱裝置7，用于監(jiān)測光纖6加熱；操作電腦1用于滲漏監(jiān)測系統(tǒng)軟件系統(tǒng)的安裝，通過操作電腦1對滲漏監(jiān)測系統(tǒng)主機2進行配置，以曲線的形式實時顯示探測點的溫度數(shù)據(jù)。

當(dāng)蒸發(fā)池發(fā)生滲漏時，底部局部區(qū)域溫度會迅速下降。根據(jù)激光脈沖在監(jiān)測光纖6中傳輸時背向拉曼散射的溫度效應(yīng)，可獲取監(jiān)測光纖6沿線各點的溫度即實現(xiàn)溫度的分布式測量，從而可進行蒸發(fā)池的滲漏監(jiān)測和滲漏點定位。當(dāng)某一監(jiān)測點的溫度低于報警閾值時，滲漏監(jiān)測系統(tǒng)主機2會進行滲漏位置定位計算，同時發(fā)出聲光報警，并在操作電腦1上顯示報警位置及溫度，記錄報警數(shù)據(jù)及時間。

技術(shù)特征：

技術(shù)總結(jié)
本發(fā)明屬于溫度的測量、光波的測量和計算機技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種地浸鈾礦蒸發(fā)池的分布式光纖滲漏監(jiān)測系統(tǒng)。設(shè)在控制中心的滲漏監(jiān)測系統(tǒng)主機接光纖接續(xù)盒A通過通信光纖接設(shè)在蒸發(fā)池就地控制箱的光纖接續(xù)盒B，光纖接續(xù)盒B再與蒸發(fā)池底部的監(jiān)測光纖連接，操作電腦通過串口光端機A和串口光端機B連接現(xiàn)場的加熱裝置；滲漏監(jiān)測系統(tǒng)主機發(fā)出控制命令給加熱裝置通過電源切換開關(guān)對監(jiān)測光纖進行加熱處理，發(fā)射激光傳輸?shù)浆F(xiàn)場的監(jiān)測光纖，激光通過監(jiān)測光纖后反射回來傳輸回滲漏監(jiān)測系統(tǒng)主機。本發(fā)明適用于各種規(guī)模蒸發(fā)池，用于監(jiān)測蒸發(fā)池的滲漏情況。

技術(shù)研發(fā)人員：侯錄;侯江;劉兆萍;伍憲玉;閆曄;關(guān)鍵;張彩萍;邱軍軍;楊翀玉;蘭天;曾國勤;張楠
受保護的技術(shù)使用者：核工業(yè)北京化工冶金研究院
技術(shù)研發(fā)日：2016.12.27
技術(shù)公布日：2017.07.14