[發(fā)明專利]一種分布式礦用無源應(yīng)急救援信號檢測裝置

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201711382722.8
• 申請日: 2017-12-20
• 公開（公告）號: CN108225538B
• 公開（公告）日: 2020-04-03
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 王宇;劉昕;應(yīng)啟瑞;王云才;靳寶全;白清;王東;張明江;高妍;張紅娟
• 申請（專利權(quán)）人: 太原理工大學(xué)
• 主分類號: G01H9/00
• 分類號: G01H9/00
• 代理公司: 太原晉科知識產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所(特殊普通合伙) 14110
• 代理人: 任林芳

本發(fā)明一種分布式礦用無源應(yīng)急救援信號檢測裝置，屬于分布式光纖傳感技術(shù)領(lǐng)域；所要解決的技術(shù)問題是提供了一種能清晰還原聲音信號且定位精確的分布式礦用無源應(yīng)急救援信號檢測裝置；解決該技術(shù)問題采用的技術(shù)方案為：包括可調(diào)線寬激光發(fā)射模塊、偏振控制器、聲光調(diào)制器、摻鉺光纖放大器、濾波器、3×3耦合器、延遲光纖模塊、2×1耦合器、雙向光通道、光電探測模塊、數(shù)據(jù)采集模塊、算法處理模塊、信息處理模塊、上位機、聲音探測光纖、位置探測光纖、聲音接收探頭和光纖末端處理模塊，聲音接收探頭熔接在聲音探測光纖上；本發(fā)明可廣泛應(yīng)用于煤礦及長距離的油氣管道安全檢測領(lǐng)域。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明一種分布式礦用無源應(yīng)急救援信號檢測裝置，屬于分布式光纖傳感技術(shù)領(lǐng)域。

背景技術(shù)

煤炭是我國的主要能源，受到我國錯綜復(fù)雜的地勢限制，開采煤炭的過程中時常發(fā)生礦難，一旦發(fā)生安全事故，地面指揮人員要及時獲取井下的災(zāi)變信息與人員位置，故而急需一種礦用應(yīng)急救援信號檢測裝置。現(xiàn)有的礦用應(yīng)急救援信號檢測裝置大多基于電力系統(tǒng)，事故發(fā)生導(dǎo)致供電系統(tǒng)癱瘓時，會造成通信不暢，失聯(lián)等狀況，給搶險救援工作帶來極大的困難。無源救援信號檢測裝置主要基于光纖傳感技術(shù)，適用于強腐蝕、高壓、強電磁干擾等多種環(huán)境，但也存在一些問題。無源救援信號檢測裝置目前主要有干涉型和反射型兩大類。干涉型信號檢測系統(tǒng)雖然靈敏度高，但是其定位精度差，對規(guī)律性周期信號定位困難。反射型信號檢測系統(tǒng)定位精度高，但對聲音等極微弱振動信號反應(yīng)不靈敏。

因此急需一種能清晰還原聲音信號且定位精確的分布式礦用無源應(yīng)急救援信號檢測裝置。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明一種分布式礦用無源應(yīng)急救援信號檢測裝置，克服了現(xiàn)有技術(shù)存在的不足，結(jié)合干涉型和反射型信號檢測系統(tǒng)的優(yōu)勢，通過合理互補，提高信號檢測的適用性，能清晰還原聲音信號，即使在復(fù)雜的環(huán)境下，依然能夠?qū)φ駝有盘栠M行高靈敏、高精度的定位。

為了解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明采用的技術(shù)方案為：一種分布式礦用無源應(yīng)急救援信號檢測裝置，包括可調(diào)線寬激光發(fā)射模塊、偏振控制器、聲光調(diào)制器、摻鉺光纖放大器、濾波器、3×3耦合器、延遲光纖模塊、2×1耦合器、雙向光通道、光電探測模塊、數(shù)據(jù)采集模塊、算法處理模塊、信息處理模塊、上位機、聲音探測光纖、位置探測光纖、聲音接收探頭和光纖末端處理模塊，聲音接收探頭熔接在聲音探測光纖上；

可調(diào)線寬激光發(fā)射模塊的第一輸出端輸出窄線寬的激光探測信號，依次經(jīng)過偏振控制器、聲光調(diào)制器、摻鉺光纖放大器和濾波器之后進入雙向光通道的第一端口，可調(diào)線寬激光發(fā)射模塊的第二輸出端輸出寬線寬的激光探測信號經(jīng)過3×3耦合器后分為三束探測光，只使用其中的兩束探測光，寬線寬的激光探測信號的第一束探測光經(jīng)過延遲光纖模塊后進入2×1耦合器的第一端口，寬線寬的激光探測信號的第二光分量進入2×1耦合器的第二端口，這兩束探測光在2×1耦合器內(nèi)合并后，由2×1耦合器第三端口進入雙向光通道的第二端口，進入雙向光通道第二端口和第一端口的兩路光信號經(jīng)過雙向光通道后，分別進入聲音探測光纖和位置探測光纖，聲音探測光纖和位置探測光纖都與光纖末端處理模塊相連；

光纖末端處理模塊用于低損耗地反射回聲音探測光并抑制位置探測光的菲涅爾反射，反射回的聲音探測光沿聲音探測光纖返回雙向光通道，由雙向光通道的第二端口進入2×1耦合器分為兩束探測光，一束探測光通過延遲光纖模塊后進入3×3耦合器，另一束探測光直接進入3×3耦合器，這兩束探測光在3×3耦合器內(nèi)發(fā)生干涉，分為三束探測光，一束探測光被可調(diào)線寬激光發(fā)射模塊隔離，另外兩束探測光分別與光電探測模塊的第一輸入端和第二輸入端相連，位置探測光沿位置探測光纖返回雙向光通道，經(jīng)過雙向光通道后進入光電探測模塊的第三輸入端；