[发明专利]一种基于光纤光栅的矿用多功能传感监测系统

摘要

本发明公布一种基于光纤光栅的矿用多功能传感监测系统，属于井下安全监测系统；该系统由光源模块发光，光源选择ASE宽带光源，光源模块与光放大模块输入端相连，使得光功率加强；光放大模块输出端与光开关阵列输入端相连，光开关阵列的输出端与工作面监测模块、巷道监测模块的输入端相连，由此实现不同监测通道的切换；工作面监测模块实现对工作面所要检测的压力、温度、危险气体进行监测；巷道监测模块实现对巷道所要检测的压力、温度进行监测；实现光信号的读取；解调模块实现对监测信息的分析与处理，完成系统监测任务；光传输模块实现系统光信号的传递；该监测系统采用温补光纤，极大提高监测精度；采用复用单元，极大提高系统利用率；采用气体检测技术，增强系统的功能。

主权项

一种基于光纤光栅的矿用多功能传感监测系统，包括光源模块、光放大模块、光开关阵列、工作面监测模块、工作面复用单元、巷道监测模块、巷道复用单元、解调模块、上位机分析监测模块和光传输模块；其中，所述光源模块由放大自发辐射宽谱光源组成，为该传感监测系统提供一定带宽的光；所述光放大模块由半导体光放大器组成，用以提高光功率；所述光开关阵列用以实现该传感监测系统不同监测通道的切换和选择，当该传感监测系统拓展时，工作面和巷道通过增加工作面复用单元、巷道复用单元与光开关阵列的连接，能够设置不同的监测站点，对不同的监测对象、监测环境提供开关通道；其特征在于：所述工作面监测模块包含环形器、分光计、光功率探测模块和气体探测模块，所述巷道监测模块包含环形器、分光计和光功率探测模块；所述工作面复用单元和所述巷道复用单元分别包括带有不同反射波长的布拉格光栅的光纤阵列，其中采用的布拉格光栅作为光纤光栅来检测压力和温度的变化；具体为：在所述环形器后边接入第一路、第二路至第N路的布拉格光栅的光纤阵列，即形成第一个、第二个至第N个的复用通道，每一个复用通道由两根带有布拉格光纤光栅的光纤组成；并且，在同一温度场中布置的所述每一个复用通道的所述两根带有布拉格光栅的光纤中，其中一根光纤用于测量被测物压力变化，在此根光纤同时受温度和压力两个因素的影响的情况下；另一根光纤为温补光纤、用于测量温度变化、只受温度影响，为检测提供一个单一变量的参考，避免了光纤光栅检测中同时受应变和温度两个因素交叉影响，以使得检测分析更为精确；该传感监测系统使用工作面复用单元和巷道复用单元，以增强该传感监测系统的复用功能；并将光纤光栅反射光由分光计接入气体探测模块对矿井下危险气体进行检测；同时实现了对矿井下的温度、压力、危险气体的实时监测，通过上位机分析监测模块对井下状况进行实时监测。