[發明專利]基于光纖Bragg光柵傳感網絡的井下瓦斯檢測方法

有效

• 申請號: 201310167688.8
• 申請日: 2013-05-08
• 公開（公告）號: CN103257114A
• 公開（公告）日: 2013-08-21
• 發明（設計）人: 周孟然;姚夕林;戴婳;聶夢雅;付學強
• 申請（專利權）人: 安徽理工大學
• 主分類號: G01N21/31
• 分類號: G01N21/31
• 代理公司: 安徽合肥華信知識產權代理有限公司 34112
• 代理人: 余成俊

1.基于光纖Bragg光柵傳感網絡的井下瓦斯檢測方法，其特征在于：包括有瓦斯監測系統，所述的瓦斯監測系統包括有光纖檢測模塊、數據采集中心、監控中心，所述的光纖檢測模塊包括有光源、光纖Bragg光柵傳感器，數據采集中心包括有依次連接的光電探測器、信號放大器、AD轉換器，監控中心包括有依次連接的微處理器、計算機，所述的光纖Bragg光柵傳感器的信號輸出端連接光電探測器，AD轉換器的信號輸出端連接微處理器，微處理器還連接有數據存儲器、聲光報警器，計算機還連接有LCD顯示模塊；通過監測點的光信號被光纖Bragg光柵傳感器的Bragg光柵濾波分成兩束后被光電探測器分別接收，進行放大濾波后的數字信號量采用去極值數字濾波法進行數據處理轉換后由微處理器分析處理并計算出瓦斯濃度，具體包括以下步驟：

（1）根據待測區域不同的地域情況，采用多個光纖Bragg光柵傳感器分別檢測不同待檢測區域的待測參數，待測參數以光信號為載體返回控制室；

（2）所述監測點的光信號返回控制室被光纖Bragg光柵傳感器的Bragg光柵濾波分成兩束被光電探測器接收，電信號經過信號放大器處理后再經AD轉換器轉換為數字信號送入微處理器進行處理；

（3）在步驟（2）中所述微處理器內部操作系統中創建多個系統任務，用來保證系統各個模塊功能的連續進行，所述的微處理器包含1個16通道差分輸入多路選擇器和1個10位SAR?ADC并對接收來自A/D采樣轉換后的數字量采用去極值數字濾波法做了數據處理后，采用差分吸收法檢測計算分析出結果，所述待檢測區域的瓦斯濃度通過如下公式計算出來：

有比爾-朗伯定律：

I(λ)=K(λ)I₀(λ)exp[-α(λ)LC+β(λ)+γ(λ)+δ(λ)]

在此公式中，I(λ)為透射光的光強；I₀(λ)為入射光的光強；α(λ)為待測氣體的吸收系數；K(λ)為整個系統的光效率；β(λ)為瑞利散射系數；γ(λ)為米氏散射系數；C為待測氣體濃度；L為待測氣體的整個吸收光程；δ(λ)為氣體密度造成波動的吸收系數；

波長相差較小分別為λ₁、λ₂且在吸收系數上有差別，對應待測氣體的參考和工作波長，得到瓦斯氣體濃度C：

C=1[α(λ1)-α(λ2)]LlnI(λ2)I(λ1).]]>

2.根據權利要求1所述的基于光纖Bragg光柵傳感網絡的井下瓦斯檢測方法，其特征在于：所述的光源采用InGaAsP/InP超輻射的發光二極管所提供的紅外光波。

3.根據權利要求1所述的基于光纖Bragg光柵傳感網絡的井下瓦斯檢測方法，其特征在于：所述的光纖Bragg光柵傳感器通過選定的用戶分配各自唯一的地址碼，同時進行擴頻處理，數據接收時可以利用相關運算恢復初始指定信號并對井下多接觸面多點進行分布式的定點測量。

4.根據權利要求1所述的基于光纖Bragg光柵傳感網絡的井下瓦斯檢測方法，其特征在于：所述的微處理器采用C8051F330。