1 齐鲁工业大学（山东省科学院），山东省科学院激光研究所，山东 济南 250104
2 山东微感光电子有限公司，山东 济南 250103
研究了一种光纤布拉格光栅顶板离层传感器，其具有结构简单、安装方便、成本较低等优点。光纤传感器自身不带电，适合应用在煤矿生产环境，传感器内部由机械结构组成，通过机械联动实现了传感器测量位移的转换，便于采用钢丝绳与顶板固定，同时也为实际应用中改变量程和灵敏度提供了便利。传感器使用了3个光栅，其多光栅的设计满足了对多点实时监测的需求，也提供了一种温度补偿的方法，在多个温度下的实验结果验证了该传感器具有可靠的线性系数，精度可以在±2 mm之内，量程可达300 mm。
光纤布拉格光栅 顶板离层 光纤传感 量程 精度 激光与光电子学进展
2023, 60(11): 1106033
1 昆明理工大学信息工程与自动化学院, 昆明 650500
2 淮北矿业股份有限公司, 安徽 淮北 235000
3 淮北矿业股份有限公司朱仙庄煤矿, 安徽 宿州 234111
4 广东罗尔科技有限公司, 广东 东莞 523120
以光纤Bragg光栅位移传感器对淮北朱仙庄煤矿顶板离层监测为实际数据依据, 选择最佳的典型函数模型对顶板离层进行非线性回归分析, 得出能够反映位移发展趋势的回归曲线。监测结果与回归拟合数据表明: 非线性回归分析预测方法不仅可以反映煤矿顶板离层实时变化过程, 还能根据其变化趋势进行巷道稳定性判断。
光纤通信技术 煤矿工程 顶板离层 FBG位移传感器 非线性回归分析 fiber communication technology colliery engineering roof abscission layer FBG shift sensor nonlinear regression analysis
1 昆明理工大学 信息工程与自动化学院, 昆明 650500
2 淮北矿业股份有限公司, 安徽 淮北 235000
3 淮北矿业股份有限公司朱仙庄煤矿, 安徽 宿州 234111
4 广东罗尔科技有限公司, 广东 东莞 523120
掌握顶板离层的状态,对及时采取相应的措施阻止顶板失稳,避免突发性破坏具有重要意义.基于拉伸弹簧和悬臂梁组成的复合结构,煤矿发生顶板离层时,传动杆带动弹簧发生形变,弹簧拉动自由端的等强度悬臂梁发生挠度变化,粘贴于等强度悬臂梁上的光栅发生波长移位,实现对煤矿离层的测量.在试点处安装了四只光纤Bragg光栅位移传感器,分别位于煤矿巷道顶部,每个监测点间隔2m,监测结果表明:在监测的一段时间内四只传感器共出现三次数据突变.在2013年1月21日-2013年1月22日的监测时间内发生爆破施工,爆破对巷道围岩产生扰动作用,引起传感器在发生爆破时出现数据突变,监测的传感器表明,最大位移变化量分别为4.04mm,1.67mm,2.77mm.能实时反映爆破掘进对煤矿巷道顶板离层的变化趋势.
顶板离层 位移 光纤光栅 巷道顶板 差动式测量 roof abscission layer shift fiber Bragg grating roadway roof differential measurement
