[發明專利]一種基于光纖光柵的礦用多功能傳感監測系統

有效

• 申請號: 201410175840.1
• 申請日: 2014-04-29
• 公開（公告）號: CN105021539B
• 公開（公告）日: 2017-12-01
• 發明（設計）人: 劉海;潘紅帥;冷樂蒙;程德強;崔海娜;牛曉聰;田偉;魏巍;賈宇玢;馬翰林
• 申請（專利權）人: 中國礦業大學
• 主分類號: G01N21/31
• 分類號: G01N21/31
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

1.一種基于光纖光柵的礦用多功能傳感監測系統，包括光源模塊、光放大模塊、光開關陣列、工作面監測模塊、工作面復用單元、巷道監測模塊、巷道復用單元、解調模塊、上位機分析監測模塊和光傳輸模塊；

其中，所述光源模塊由放大自發輻射寬譜光源組成，為該傳感監測系統提供一定帶寬的光；

所述光放大模塊由半導體光放大器組成，用以提高光功率；

所述光開關陣列用以實現該傳感監測系統不同監測通道的切換和選擇，當該傳感監測系統拓展時，工作面和巷道通過增加工作面復用單元、巷道復用單元與光開關陣列的連接，能夠設置不同的監測站點，對不同的監測對象、監測環境提供開關通道；

其特征在于：

所述工作面監測模塊包含環形器、分光計、光功率探測模塊和氣體探測模塊，

所述巷道監測模塊包含環形器、分光計和光功率探測模塊；

所述工作面復用單元和所述巷道復用單元分別包括帶有不同反射波長的布拉格光柵的光纖陣列，其中采用的布拉格光柵作為光纖光柵來檢測壓力和溫度的變化；具體為：在所述環形器后邊接入第一路、第二路至第N路的布拉格光柵的光纖陣列，即形成第一個、第二個至第N個的復用通道，每一個復用通道由兩根帶有布拉格光纖光柵的光纖組成；

并且，在同一溫度場中布置的所述每一個復用通道的所述兩根帶有布拉格光柵的光纖中，其中一根光纖用于測量被測物壓力變化，在此根光纖同時受溫度和壓力兩個因素的影響的情況下；另一根光纖為溫補光纖、用于測量溫度變化、只受溫度影響，為檢測提供一個單一變量的參考，避免了光纖光柵檢測中同時受應變和溫度兩個因素交叉影響，以使得檢測分析更為精確；

該傳感監測系統使用工作面復用單元和巷道復用單元，以增強該傳感監測系統的復用功能；并將光纖光柵反射光由分光計接入氣體探測模塊對礦井下危險氣體進行檢測；同時實現了對礦井下的溫度、壓力、危險氣體的實時監測，通過上位機分析監測模塊對井下狀況進行實時監測。

2.根據權利要求1所述一種基于光纖光柵的礦用多功能傳感監測系統，其特征在于：所述光源模塊與所述光放大模塊的輸入端相連，所述光放大模塊的輸出端與所述光開關陣列的輸入端相連，所述光開關陣列的輸出端分別與所述工作面監測模塊的輸入端和所述巷道監測模塊的輸入端相連，所述工作面監測模塊的輸出端與所述工作面復用單元相連，所述巷道監測模塊的輸出端與所述巷道復用單元相連。

3.根據權利要求1所述一種基于光纖光柵的礦用多功能傳感監測系統，其特征在于：所述解調模塊的輸入端接所述工作面監測模塊和所述巷道監測模塊的返回信號、所述解調模塊的輸出端與所述上位機分析監測模塊的輸入端相連，所述上位機分析監測模塊由數據處理與分析單元、數據存儲單元、人機交互單元組成。

4.根據權利要求1所述一種基于光纖光柵的礦用多功能傳感監測系統，其特征在于：所述光傳輸模塊由通訊光纖、礦用傳輸光纜組成，用以實現各模塊間的通信連接。