[發(fā)明專利]一種分布式光纖煤礦救援定位系統(tǒng)

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 201510960802.1
• 申請日: 2015-12-18
• 公開（公告）號(hào): CN105371942A
• 公開（公告）日: 2016-03-02
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 郭松林;王吉元;國添?xiàng)?/a>;孫曉東;潘洪亮
• 申請（專利權(quán)）人: 黑龍江科技大學(xué)
• 主分類號(hào): G01H9/00
• 分類號(hào): G01H9/00
• 代理公司: 哈爾濱市陽光惠遠(yuǎn)知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司 23211
• 代理人: 耿曉岳

1.一種分布式光纖煤礦救援定位系統(tǒng)，其特征在于，所述救援定位系統(tǒng)包括遠(yuǎn)程監(jiān)控主機(jī)(1)、現(xiàn)場工控機(jī)(2)、光源模塊(3)、白光干涉模塊(4)、光路尾端(5)和光電轉(zhuǎn)換模塊(6)；所述遠(yuǎn)程監(jiān)控主機(jī)(1)與現(xiàn)場工控機(jī)(2)相連；所述現(xiàn)場工控機(jī)(2)的光源控制電路輸出端與光源模塊(3)的控制輸入端相連；所述光源模塊(3)的輸出端與白光干涉模塊(4)的光路輸入端相連；所述白光干涉模塊(4)的光路輸出端與光路尾端(5)固定在一起；所述白光干涉模塊(4)的干涉光強(qiáng)信號(hào)輸出端與光電轉(zhuǎn)換模塊(6)的輸入端相連；所述光電轉(zhuǎn)換模塊(6)的信號(hào)輸出端與現(xiàn)場工控機(jī)(2)的數(shù)據(jù)輸入端相連。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述救援定位系統(tǒng)，其特征在于，所述現(xiàn)場工控機(jī)(2)包括光源控制模塊(21)、數(shù)據(jù)采集卡(22)、定位模塊(23)、數(shù)據(jù)處理模塊(24)和數(shù)據(jù)庫(25)；所述光源控制模塊(21)的控制輸出端即為現(xiàn)場工控機(jī)(2)的光源控制電路輸出端；所述數(shù)據(jù)采集卡(22)的信號(hào)輸入端即為現(xiàn)場工控機(jī)(2)的數(shù)據(jù)輸入端；所述數(shù)據(jù)采集卡(22)的信號(hào)輸出端與定位模塊(23)的信號(hào)輸入端相連；所述定位模塊(23)的信號(hào)輸出端與數(shù)據(jù)處理模塊(24)的信號(hào)輸入端相連；所述數(shù)據(jù)處理模塊(24)的信號(hào)輸出端與數(shù)據(jù)庫(25)的信號(hào)輸入端相連。

3.根據(jù)權(quán)利要求2所述救援定位系統(tǒng)，其特征在于，所述光源控制模塊(21)包括光源恒電流驅(qū)動(dòng)電路和恒溫控制電路，用于控制光源模塊(3)工作；所述數(shù)據(jù)采集卡(22)用于實(shí)現(xiàn)干涉光強(qiáng)信息的模擬/數(shù)字轉(zhuǎn)換；所述定位模塊(23)利用干涉算法進(jìn)行振動(dòng)信號(hào)定位；所述數(shù)據(jù)處理模塊(24)對(duì)采集數(shù)據(jù)、振動(dòng)信號(hào)定位數(shù)據(jù)進(jìn)行分析、存儲(chǔ)，并實(shí)時(shí)顯示。

4.根據(jù)權(quán)利要求2所述救援定位系統(tǒng)，其特征在于，所述數(shù)據(jù)庫(25)為MySQL數(shù)據(jù)庫。

5.根據(jù)權(quán)利要求2所述救援定位系統(tǒng)，其特征在于，所述遠(yuǎn)程監(jiān)控主機(jī)(1)以Internet方式訪問所述現(xiàn)場工控機(jī)(2)；所述現(xiàn)場工控機(jī)(2)采用LabVIEW與Web技術(shù)編制實(shí)時(shí)監(jiān)測虛擬系統(tǒng)；所述實(shí)時(shí)監(jiān)測虛擬系統(tǒng)以LabSQL方式訪問數(shù)據(jù)庫(25)，并將監(jiān)測數(shù)據(jù)存儲(chǔ)于數(shù)據(jù)庫(25)中。

6.根據(jù)權(quán)利要求1所述救援定位系統(tǒng)，其特征在于，所述白光干涉模塊(4)采用Sagnac白光干涉光路，包括光環(huán)行器(41)、3×3耦合器(42)、延時(shí)光纖(43)、傳感光纖(44)和白光干涉組件(45)；所述光環(huán)行器(41)的一端接收光源模塊(3)發(fā)出的入射光，另一端與3×3耦合器(42)相連；所述光環(huán)行器(41)的第三端與白光干涉組件(45)相連；所述3×3耦合器(42)分別與延時(shí)光纖(43)、傳感光纖(44)和白光干涉組件(45)相連；所述白光干涉組件(45)的信號(hào)輸出端即為白光干涉模塊(4)的干涉光強(qiáng)信號(hào)輸出端。

7.根據(jù)權(quán)利要求6所述救援定位系統(tǒng)，其特征在于，所述傳感光纖(44)采用單根光纖定位技術(shù)，并設(shè)有光纜保護(hù)套；所述傳感光纖(44)鋪設(shè)于礦井巷道排水溝內(nèi)，并固定于排水溝壁上。

8.根據(jù)權(quán)利要求7所述救援定位系統(tǒng)，其特征在于，所述光纜保護(hù)套包括鋼性金屬外殼、內(nèi)襯耐火、尼龍加強(qiáng)層和蛇形軟管外殼、內(nèi)襯耐火、尼龍加強(qiáng)層兩種套管；所述兩種套管均與其內(nèi)部的傳感光纖(44)保持硬性接觸。

9.根據(jù)權(quán)利要求1所述救援定位系統(tǒng)，其特征在于，所述光電轉(zhuǎn)換模塊(6)包括電荷耦合元件CCD和電信號(hào)調(diào)理電路；所述電荷耦合元件CCD的電信號(hào)輸出端與電信號(hào)調(diào)理電路的電信號(hào)輸入端相連；所述電信號(hào)調(diào)理電路的信號(hào)輸出端即為光電轉(zhuǎn)換模塊(6)的信號(hào)輸出端。

10.根據(jù)權(quán)利要求1所述救援定位系統(tǒng)，其特征在于，所述光路尾端(5)內(nèi)部包括長度為10-15km的調(diào)整光纖(51)和法拉第旋轉(zhuǎn)鏡(52)；所述調(diào)整光纖(51)的一端與法拉第旋轉(zhuǎn)鏡(52)相連，另一端與傳感光纖(44)的一端相連；所述調(diào)整光纖(51)和法拉第旋轉(zhuǎn)鏡(52)一同封裝于光路尾端(5)內(nèi)部，預(yù)留光纖接口。