基于光纤传感的瓦斯监测系统的设计

孙建兵

（华阳集团三矿，山西 阳泉 045008）

引言

在各种煤炭行业的灾难事故中瓦斯爆炸是最严重、影响最大、伤亡率最高的灾害。在中国，瓦斯爆炸导致的大型事故和死亡人数分别占煤矿总事故和死亡人数的66.52%和68.72%[1]。由此可见，预防瓦斯爆炸灾害是煤炭行业安全生产最重要的环节，而瓦斯监测系统在防止煤矿事故中发挥着重要作用。

1 监测系统总体方案

目前，国内的煤矿安全检测系统均采用集散型结构，监控系统大致可以分为四种方案，本文采用的是最新的检测系统方案，即基于工业以太网的检测系统，其结构图如图1 所示。

图1 基于工业以太网的检测系统结构图

基于工业以太网的检测系统具有点如下特点：一是可实现一体化网络，不同设备商家通过网络协议即可互联，方便、快捷、开放；二是随着以太网的开放性以及技术的日渐成熟，用户可以选择更多的检测设备以及软件开发环境，即拥有更多的选择权；三是以太网有较高的通讯速率，具有较大的发展空间。

在井下分布着网速为100 Mbps的互联网，并将此互联网作为监测系统的核心，网络的传输速率以及稳定性至关重要。本监测系统主要由以太网交换机、地面监控、阻燃光缆等部分组成。其中环型光纤网是根据监控的矿区面积来安装设备，本方案通过主干网的互联来构成以远程计算机为核心的监控系统。

2 瓦斯传感器的设计

2.1 瓦斯传感器的原理

本文所设计的瓦斯传感器部分原理如图2 所示。……