1 齐鲁工业大学（山东省科学院），激光研究所，山东 济南 250103
2 山东微感光电子有限公司，山东 济南 250103
3 广东感芯激光科技有限公司，广东 佛山 528226
我国煤矿工作条件复杂，存在瓦斯爆炸、火灾、设备故障、次生火灾等安全隐患。光纤/激光传感器以其无源、本质安全的特性，以及高精度、低漂移等性能，在煤矿安全领域具有传统电子类传感器无法比拟的优势。本文介绍了激光甲烷、一氧化碳等气体传感器，光纤光栅风速传感器和光纤分布式温度传感器的研究进展，及其在智能矿山建设中的煤矿瓦斯监控、智能防火和安全监测预警等典型应用。
激光与光电子学进展
2021, 58(13): 1306016
1 山东省科学院激光研究所山东省光纤传感技术重点实验室， 山东 济南 250014
2 山东大学信息科学与工程学院， 山东 济南 250100
温度影响可调谐半导体激光器吸收光谱（TDLAS）式气体监测的准确性，研究了一种甲烷、温度同时检测的系统，两种参数互相校正，提高了气体监测的准确性，同时也提高了温度的检测精度。系统采用1653.7 nm中心波长的分布反馈（DFB）半导体激光器，采用锯齿波调制激光器使其波长扫描，同时扫描出光纤布拉格光栅（FBG）波长以及气体吸收强度，从而可以测出温度和甲烷两个检测量。温度检测可以校正由于温度变化引起的气体检测误差，同时，气体吸收线位置又可以为FBG进行准确的波长定位，使得温度检测精度更高。这种温度、甲烷双参数检测系统更加稳定可靠，更适合应用于煤矿开采和瓦斯抽采等领域。
光纤传感器 瓦斯检测 温度监测 双参数检测 光纤光栅
1 山东省光纤传感技术重点实验室, 山东省科学院激光研究所, 山东 济南250014
2 山东大学信息科学与工程学院, 山东 济南250100
研究了一种基于光谱吸收的光纤甲烷远程实时在线监测系统, 分析了该系统在瓦斯抽采中的应用。 该系统以1665nm波长半导体激光器作为光源, 以单片机 C8051F410为核心处理器, 采用锯齿波信号实现了气体激光吸收光谱的波长调制, 结合A/D转换电路、 通讯电路和显示电路,可进行声光报警、 LCD液晶显示等。 利用内置参考池对激光波长漂移进行自适应调整, 可以实现甲烷吸收线的锁定。 该系统已在国内外建立多个示范工程, 试验表明, 该系统具有很好的稳定性, 在0%～100%量程实现了分布式多点甲烷气体浓度的实时在线监测和显示, 监测的灵敏度可达ppm量级, 在煤矿瓦斯抽采领域具有广泛的应用前景.
光谱吸收 瓦斯抽采 光纤传感器 甲烷监测 单片机 Spectral absorption Methane extraction Fiber sensor Methane monitor Single-chip computer 光谱学与光谱分析
2010, 30(10): 2857
1 山东省科学院激光研究所, 山东 济南 250014
2 山东大学信息科学与工程学院, 山东 济南 250100
当光纤受到扰动时,通过光纤中的光将发生强度、振幅、或相位等变化。通过检测这种光的变化量可以探测外界的入侵行为。基于马赫-曾德尔干涉原理设计了一种新型干涉式光纤入侵监测系统。通过光纤对入侵者的振动敏感,实现对入侵准确定位。通过差分检测提高了检测灵敏度,从而实现相位变化的解调。该系统结构简单,检测灵敏度高,抗电磁干扰能力强,可以实现远程监测。
光纤光学 安防 入侵检测 马赫-曾德尔干涉 fiber optics security-monitoring intrusion detection Mach-Zehnder interference
山东省科学院激光研究所,山东省光纤传感技术重点实验室, 山东 济南 250014
可调谐半导体激光吸收光谱(TDLAS)技术是利用二极管激光器的波长调谐特性, 获得被选定的待测气体特征吸收线的吸收光谱, 从而对待测气体进行定性或定量分析。油中溶解气体分析是评估变压器绝缘状态和分析变压器绝缘故障的重要依据, 针对监测故障气体CO2和C2H2的需要, 将TDLAS技术与多次反射怀特池技术、谐波检测技术以及光开关的时分复用技术相结合, 设计了一套同时在线监测CO2和C2H2气体浓度的系统。该系统具有精度高、选择性强、响应速度快和本质防爆等优点, 适用于电力变压器故障气体的在线检测。
光谱学 吸收光谱技术 谐波检测 变压器 故障气体
研究了一种基于光纤Bragg光栅的弹簧管式新型水压传感器.利用ANSYS软件对传感器的灵敏度进行模拟计算，并对传感器性能进行了标定和测试，达到了很好的效果.将传感器安装到煤矿井下进行水压远程在线监测，与压力表测量数据进行对比，进一步验证了传感器用于煤矿水压监测的可行性.
煤矿突水 水压监测 光纤Bragg光栅传感器 压力传感器 Water in-rush of coalmine Water pressure monitoring Fibre Bragg grating sensor Pressure sensor
