光纤传感器在煤矿井壁安全检测中的应用.pdfVIP

煤 矿 机 械 年第 期 · · (# !( ) $$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$ 使用·维修 文章编号： （ ） ! !#$%’ (# !($)$( 光纤传感器在煤矿井壁安全检测中的应用# 朱宗玖，程 桦，臧东亮 （安徽理工大学，安徽 淮南(#(!） 摘 要：光纤传感检测系统在大型建筑物安全监测中已经得到了广泛的应用。目前有可能用 于煤矿井壁安全监测的光纤传感系统有( 种：一是基于光纤微弯损耗原理的分布式光纤传感系统； 二是基于耦合模理论的光纤光栅传感系统。分别阐述了这 种系统的优、缺点和在实际应用中应 ( 注意的问题。 关键词：井壁安全；光纤光栅；微弯损耗；*+,- 中图号：+,% 文献标识码：. ! 引言 由于矿井所处地层条件、井壁受力状况复杂多 变，因此，在井壁的应力、应变状态进行现场实时监 测就显得非常重要。目前，这项工作往往都是由人 工方式来完成，这样一方面不利于随时掌握井壁变 形、受力信息，另一方面受人为因素影响比较大，极 有可能漏采具有代表性的数据，从而给井壁的受力 状况分析带来困难，甚至会发生危险。因此，建立一 图 系统结构原理图 ! 套能完成实时监测和超载预警功能的监测系统就非 !# $ ! %’ ()*+(,’ -. /0/1’2 /1)3+13)’ 常必要。以下介绍( 种能应用于此的光纤传感器系 （）宽带光源及光信号分配系统 ! 统。 为了提高整个系统复用传感器的数量，光源可 系统的组成及原理 ［］ ! 选用线宽为; = 的宽带光源 。光分配系统由 # ! 光纤光栅传感系统 ( (和( ! 光纤耦合器组成，可以很方便地对宽带 根据光纤耦合模理论，当宽带在光纤光栅中传 光源进行光功率分配。 输时，产生模式耦合，满足 ./011 条件的光被反射， （）传输系统 ( 波长 光传输系统采用的是串联的拓扑结构。可在系 ! 2 ( ! . 344 统中运用带有?@A（自动增益控制）功能的掺铒光 式中 ———光栅周期； 纤放大器对传输系统中的光纤损耗进行有效的补 !344———有效折射率。