一种基于光纤光栅传感的煤矿罐道损伤变形在线监测系统及方法技术方案

一种基于光纤光栅传感的煤矿罐道损伤变形在线监测系统及方法，属于煤矿大型机械设备损伤变形监测、定位、维修和养护领域。在罐道上面设置3～5个测站，测站内固定感应膜盒，利用光缆接线盒将每个测站连接成通路，将接线盒、解调仪、监控计算机连接起来构成一套完整的系统，利用光纤光栅位移传感器、光纤光栅应变传感器、光纤光栅加速度传感器、光纤光栅温度传感器实现罐道损伤变形监测。其本质安全、抗电磁干扰、测量精度高、系统简单、集成度高，可实现远距离、全方位、在线测量，不仅能够实现罐道损伤变形在线监测和异常预警，还能够实现智能监控，大大有利于降低故障率，适应了煤矿安全高效生产的趋势，可以产生一定的社会效益。

【技术实现步骤摘要】
一种基于光纤光栅传感的煤矿罐道损伤变形在线监测系统及方法
本专利技术涉及一种监测系统及方法，尤其适用于煤矿大型机械设备损伤变形监测的基于光纤光栅传感的煤矿罐道损伤变形在线监测系统及方法。
技术介绍
近年来，各种各样的煤矿事故时有发生，造成严重的经济损失和人员伤亡，虽然罐道变形造成的事故鲜有报道，但其故障率一直居高不下，经常需要专职人员进行检查和维修，成为制约煤矿正常生产的关键因素和极大的安全隐患。与此同时，为了适应现代社会对能源的需求，煤矿日趋自动化、高效化、绿色化、安全化，煤矿安全监测越来越受到人们的重视，而作为罐笼的导轨，罐道可以保证罐笼运行方向正确，避免在提升过程中产生横向摆动，因此成为立井井筒装备的重要组成部分。针对罐道损伤变形这一问题，政府部门和相关科研人员都保持着高度关注。通过调查和研究，发现发生破坏的罐道有着共同的特点，大多数情况下，由于罐笼偏载、大件物体碰撞、地壳变化等原因，罐道不可避免地会受到损伤，具体的损伤形式可以分为罐道倾斜、弯曲、接头错动、松动和磨损，其中罐道倾斜和弯曲较为普遍，对立井的正常提升影响较大，极易造成重大事故。因此，采取有效的监测手段，对罐道的损伤本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种基于光纤光栅传感的煤矿罐道损伤变形在线监测系统，其特征在于：它包括监控计算机（1）、光纤光栅静态解调仪（2）、矿用传输光缆（3）、光缆接线盒（4）、感应膜盒（5），其中多个感应膜盒（5）间隔设置在罐道（11）两侧，所有感应膜盒（5）分别与光缆接线盒（4）相连接，光缆接线盒（4）通过矿用传输光缆（3）连接到设置在地面的光纤光栅静态解调仪（2）上，光纤光栅静态解调仪（2）与监控计算机（1）相连接；其中感应膜盒（5）内设有光纤光栅位移传感器组、光纤光栅应变传感器组、光纤光栅加速度传感器组、横向光纤光栅温度传感器（9）和分光器（10）。

【技术特征摘要】
1.一种基于光纤光栅传感的煤矿罐道损伤变形在线监测系统，其特征在于：它包括监控计算机（1）、光纤光栅静态解调仪（2）、矿用传输光缆（3）、光缆接线盒（4）、感应膜盒（5），其中多个感应膜盒（5）间隔设置在罐道（11）两侧，所有感应膜盒（5）分别与光缆接线盒（4）相连接，光缆接线盒（4）通过矿用传输光缆（3）连接到设置在地面的光纤光栅静态解调仪（2）上，光纤光栅静态解调仪（2）与监控计算机（1）相连接；其中感应膜盒（5）内设有光纤光栅位移传感器组、光纤光栅应变传感器组、光纤光栅加速度传感器组、横向光纤光栅温度传感器（9）和分光器（10）。2.根据权利要求1所述的基于光纤光栅传感的煤矿罐道损伤变形在线监测系统，其特征在于：所述的光纤光栅位移传感器组包括；径向光纤光栅位移传感器（6-x）和横向光纤光栅位移传感器（6-y）；所述光纤光栅应变传感器组包括径向光纤光栅应变传感器（7-x）、横向光纤光栅应变传感器（7-y）和竖向光纤光栅应变传感器（7-z）；光纤光栅加速度传感器组包括径向光纤光栅加速度传感器（8-x）、横向光纤光栅加速度传感器（8-y）和竖向光纤光栅加速度传感器（8-z）。3.根据权利要求1所述的基于光纤光栅传感的煤矿罐道损伤变形在线监测系统，其特征在于：所述感应膜盒（5）采用焊接或粘贴的方式固定在预设监测测站相应位置，监测测站设置在罐道（11）远离罐笼（12）一侧间隔排列布置，间隔距离为100~150米。4.根据权利要求1所述的基于光纤光栅传感的煤矿罐道损伤变形在线监测系统，其特征在于：所述感应膜盒（5）中的光纤光栅位移传感器组、光纤光栅应变传感器组、光纤光栅加速度传感器组和横向光纤光栅温度传感器（9）之间采用串联或并联的方式连接在一起，所有传感器的输出端尾纤与分光器（10）相连接，通过光缆将每个分光器（10）连接到固定在井壁或者罐道上的光缆接线盒（4），接线盒（4）通过光缆和光纤光栅静态解调仪（2）连接，用网线将监控...

【专利技术属性】
技术研发人员：方新秋，梁敏富，邢晓鹏，马盟，宁耀圣，
申请(专利权)人：中国矿业大学，
类型：发明
国别省市：江苏,32