无线料场温度监测系统设计方案
(适用于煤炭、矿石、粮食等散装物料堆场)
一、系统架构
1. 传感器层
- 测温方式:
- 深埋式探头:PT100(-50℃~300℃)或K型热电偶(-200℃~1200℃)
- 表面贴装:红外非接触测温(适用于高温料堆)
- 无线传输:
- LoRa(低功耗,2km覆盖)
- NB-IoT(运营商网络,广域覆盖)
- 防护等级:IP68(防尘防水),Ex ib IIB T4(防爆)
2. 网络层
- 网关部署:
- 每5,000㎡部署1个网关(视障碍物调整)
- 支持4G/以太网回传
- 数据协议:MQTT/Modbus TCP
3. 平台层
- 功能模块:
- 实时温度热力图
- 历史数据趋势分析
- 超温报警(短信/声光)
- 自燃预测算法(基于温度上升速率)

二、关键技术与选型

无线料场温度检测终端专用的测温电缆,测温电缆规格长度根据客户需求定制,测温电缆内部布置了多个感温传感器,且内置6~8mm粗的钢丝,抗拉、坑冲击、增大耐磨性。感温传感器可定制随意长度,单个料场温度检测终端可监测125点,根据测温电缆的铺设,可以测量不同位置的料垛内部温度。

系统组成:

1. 传感器选型对比
类型 |
适用场景 |
优势 |
劣势 |
PT100+LoRa |
煤炭/粮食堆(<300℃) |
精度高(±0.5℃) |
响应较慢(1~2s) |
热电偶+NB-IoT |
金属矿堆(>600℃) |
耐高温、响应快(<100ms) |
需冷端补偿 |
红外无线传感器 |
表面温度监测 |
非接触、免安装 |
受粉尘影响大 |
2. 抗干扰设计
- 频段选择:470MHz(中国LoRa免许可频段)
- 跳频技术:避免同频干扰
- EMC防护:传感器电路板加装磁环滤波
3. 电源方案
- 锂电池+太阳能:适用于无电源区域(续航≥3年)
- 工业24V供电:固定式监测点
三、部署方案
1. 传感器布置
- 深埋式:
- 纵向间距5m,深度1.5~3m(根据料堆高度)
- 采用316不锈钢探杆(耐腐蚀)
- 表面式:
2. 网络优化
- 信号测试:使用LoRa RSSI检测工具调整网关位置
- 冗余设计:关键区域部署双网关
3. 典型配置清单
设备 |
型号示例 |
数量/10,000㎡ |
无线温度传感器 |
德明电子IDM-10 |
50 |
LoRa网关 |
德明电子CM-2000 |
2 |
云平台 |
私有IoT平台 |
1 |
四、系统优势
- 无布线:避免料堆移动损坏电缆
- 预警功能:温度梯度>5℃/h时触发自燃预警
- 扩展性:可集成湿度、CO浓度监测
五、实施案例
- 某焦化厂煤场:
- 部署120个无线传感器,覆盖8万㎡
- 减少人工巡检频次70%,年避免自燃损失超200万元
如需定制方案,请提供料场尺寸、物料类型及温度阈值要求。
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