[发明专利]一种基于光纤光栅传感器的矿用车辆称重系统及方法

说明书

本发明一种基于光纤光栅传感器的矿用车辆称重系统及方法，包括光纤光栅传感器、光纤光栅解调仪、微处理显示器和后台监控系统，多个光纤光栅传感器分别安装在矿用车辆承重梁的多个应变点上，光纤光栅传感器通过铠装光缆与光纤光栅解调仪进行连接，光纤光栅解调仪通过导线与微处理显示器连接，光纤光栅解调仪解算光纤光栅中心波长的变化并将数据信号传输至微处理显示器，微处理显示器收到的数据信号进行算法处理得到矿用车辆载重信息并传输至后台监控系统，后台监控系统将矿用车辆载重信息与矿用车辆合理载重区间进行数据对比，并将矿用车辆超载或载重不满的数据信号传输给所述微处理显示器。

技术领域

本发明涉及矿用车辆称重技术领域，具体涉及一种基于光纤光栅传感器的矿用车辆称重系统及方法。

背景技术

在矿产运输过程中，由于地理环境复杂、道路形式多变，故而多采用无轨矿车运输。矿用车辆在矿产运输的时候会经常出现超载或载重不满的情况。由于矿用车辆超载会使车辆容易侧翻、爆胎和减弱刹车性能从而导致安全事故的发生，再加之矿用车辆载重不满会影响矿产的运输效率从而增加运输成本。因此，对矿用车辆载重进行实时的监测调控，减少矿用车辆超载或载重不满的现象发生就显得尤为重要。

随着光纤光栅传感技术的发展，光纤光栅传感技术已在航空航天、市政工程、矿山、智能结构与材料等诸多领域获得了广泛应用。传统的应变式传感器均存在输出信号微弱、抗干扰能力较差、测量精度较低等问题，而光纤光栅传感器具有免疫电磁干扰、轻质径小、灵敏度高、稳定性好等优点，再加之光纤光栅的无源特性，对矿井下潮湿、高危险气体的测量环境更具有先天优势。因此，基于光纤光栅传感器的矿用车辆称重系统可靠性高，实用性强，操作简单，便于对矿用车辆载重进行实时的监测调控，减少矿用车辆超载或载重不满的现象发生，适于大规模推广应用。

发明内容

根据现有技术的不足，本发明的目的是提供一种基于光纤光栅传感器的矿用车辆称重系统及方法，

为了解决上述技术问题，本发明采用的技术方案为：

一种基于光纤光栅传感器的矿用车辆称重系统，包括光纤光栅传感器、光纤光栅解调仪、微处理显示器和后台监控系统，多个所述光纤光栅传感器分别安装在矿用车辆承重梁的多个应变点上，所述光纤光栅传感器包括安装壳、压力传感光栅和温度补偿光栅，所述压力传感光栅和温度补偿光栅通过光纤连接并从所述安装壳内伸出分别贴在矿用车辆承重梁的两侧，所述光纤光栅传感器通过铠装光缆与光纤光栅解调仪进行连接，所述光纤光栅解调仪通过导线与微处理显示器连接，所述光纤光栅解调仪解算光纤光栅中心波长的变化并将数据信号传输至微处理显示器，所述微处理显示器包括处理器和显示器，所述处理器将收到的数据信号进行算法处理得到矿用车辆载重信息并传输至所述后台监控系统，所述显示器用于显示矿用车辆载重信息，所述后台监控系统将矿用车辆载重信息与矿用车辆合理载重区间进行数据对比，并当矿用车辆超载或载重不满的数据信号传输给所述微处理显示器，所述微处理器显示器会显示矿用车辆超载或载重不满的警报信息。

进一步的，所述光纤光栅解调仪的解调通道为所述光纤光栅传感器数量的两倍，解调速率高于4kHz。

进一步的，所述安装壳包括第一内层保护壳和第二内层保护壳，所述第一内层保护壳为L形结构且包括一体成型的第一竖壳和第一横壳，所述第二内层保护壳为L形结构且包括一体成型的第二竖壳和第二横壳，所述第一横壳上设有第一通孔，所述第二横壳上均匀分布有多个第二通孔，所述第一横壳卡嵌在所述第二横壳内，所述第一横壳内的所述第一通孔处设有V形弹扣，所述第一竖壳上设有第一传感器孔，所述第二竖壳上均设有第二传感器孔，所述光纤从所述第一竖壳的顶部伸入，穿过所述第一横壳和所述第二横壳，从所述第二竖壳的顶部伸出，所述光纤上设置压力传感光栅和温度补偿光栅，所述压力传感光栅从所述第一传感器孔伸出并固定在承重梁左侧面，所述温度补偿光栅从所述第二传感器孔伸出并固定在承重梁右侧面，所述压力传感光栅和所述温度补偿光栅位置相对，所述光纤在所述第一竖壳和所述第二竖壳的外部进行铠装。