基于FBG传感器的综采三机状态监测系统技术方案

本发明专利技术涉及一种基于FBG传感器的综采三机状态监测系统，属于煤矿智能感知技术领域。包括：矿下设备包括信号采集子系统、传输子系统和光电信号转换子系统，地面设备包括信号处理及可视化子系统；所述信号采集子系统包括多个FBG温度传感器、FBG加速度传感器、温补式FBG应变传感器、温补式FBG倾角传感器和温补式FBG位移传感器，传输子系统包括多个矿用本安型光纤接线盒和矿用铠装光缆，光电信号转换子系统包括第一和第二光纤光栅无线式解调仪、第一和第二防爆供电电源，信号处理及可视化子系统包括相互连接的若干台监控计算机。本发明专利技术解决了目前矿用传感器的共性问题，为智能控制和智能决策等提供保障，很大程度上保证了监测的精度和稳定性。稳定性。稳定性。

【技术实现步骤摘要】
基于FBG传感器的综采三机状态监测系统


[0001]本专利技术涉及煤矿智能感知
，尤其涉及一种基于FBG传感器的综采三机状态监测系统。

技术介绍

[0002]智能感知、智能决策和智能控制是煤矿智能化发展的重要组成，智能感知作为基石，为决策和控制提供数据支持。智能感知的核心是监测技术，涉及传感器及传感系统等。目前矿用传感器存在一些共性问题，其中工作稳定时间短、不能在线实时监测、维护量大、抗电磁干扰能力差以及无法适应长距离传输、信号采集不稳定等问题，造成三机运行状态监测的效果普遍不理想，严重阻碍煤矿智能化的发展。

技术实现思路

[0003]为解决上述技术问题，本专利技术提供一种基于FBG传感器的综采三机状态监测系统。本专利技术的技术方案如下：一种基于FBG传感器的综采三机状态监测系统，其包括矿下设备和地面设备两层，矿下设备包括信号采集子系统、传输子系统和光电信号转换子系统，地面设备包括信号处理及可视化子系统；所述信号采集子系统包括多个FBG温度传感器、多个FBG加速度传感器、多个温补式FBG应变传感器、多个温补式FBG倾角传感本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种基于FBG传感器的综采三机状态监测系统，其特征在于，包括矿下设备和地面设备两层，矿下设备包括信号采集子系统（1）、传输子系统（2）和光电信号转换子系统（3），地面设备包括信号处理及可视化子系统（4）；所述信号采集子系统（1）包括多个FBG温度传感器（11）、多个FBG加速度传感器（12）、多个温补式FBG应变传感器（13）、多个温补式FBG倾角传感器（14）和多个温补式FBG位移传感器（15），所述传输子系统（2）包括多个相互连接的矿用本安型光纤接线盒（6）和矿用铠装光缆（7），所述光电信号转换子系统（3）包括带有防爆箱的第一光纤光栅无线式解调仪（81）、第二光纤光栅无线式解调仪（82）、第一防爆供电电源（91）和第二防爆供电电源（92），第一光纤光栅无线式解调仪（81）和第一防爆供电电源（91）固定在采煤机的机身上平面，第二光纤光栅无线式解调仪（82）和第二防爆供电电源（92）固定在中间液压支架两立柱（27）之间的平面位置处，所述信号处理及可视化子系统（4）包括相互连接的若干台监控计算机（10）；采煤机上贴付的各传感器通过光纤尾纤（5）与第一光纤光栅无线式解调仪（81）连接；液压支架和刮板输送机上贴付的各传感器通过光纤尾纤（5）与矿用本安型光纤接线盒（6）连接后，通过矿用铠装光缆（7）将光信号传输至第二光纤光栅无线式解调仪（82）；所述FBG温度传感器（11）的数量为十个，分别贴于采煤机的左牵引电机（201）、右牵引电机（202）、左截割电机（203）、右截割电机（204）的表面，刮板输送机的机头电机（205）、机尾电机（206）、机头减速器（207）、机尾减速器（208）、机头液力耦合器（209）、机尾液力耦合器（210）的表面；所述FBG加速度传感器（12）的数量为八个，分别贴于采煤机的左牵引电机（201）、右牵引电机（202）、左截割电机（203）、右截割电机（204）、左摇臂和右摇臂（28）的表面，刮板输送机的机头电机（205）和机尾电机（206）的表面；所述温补式FBG应变传感器（13）分别贴于各液压支架的顶梁（25）及前梁（26）的下表面；所述温补式FBG倾角传感器（14）分别贴于采煤机的左摇臂表面、右摇臂（28）表面，液压支架底座（29）的上表面、左立柱表面、右立柱（27）表面、掩护梁（30）内侧表面以及顶梁（25）下表面；所述温补式FBG位移传感器（15）贴于液压支架的推移千斤顶（31）前端。2.根据权利要求1所述的基于FBG传感器的综采三机状态监测系统，其特征在于，所述FBG温度传感器（11）用于对所贴付的各电机的温度进行监测，得到采煤机、刮板输送机上各电机的工作温度；所述FBG加速度传感器（12）用于根据自身测得的检测数据和FBG温度传感器（11）测得的各电机的工作温度对所贴付的各电机的振动进行监测；所述温补式FBG应变传感器（13）用于对液压支架的顶梁（25）和前梁（26）的应变进行监测；所述温补式FBG倾角传感器（14）用于分别对采煤机进行采高监测以及对液压支架的位姿进行监测；所述温补式FBG位移传感器（15）用于对液压支架的位移进行监测，得到刮板输送机位移。3.根据权利要求1所述的基于FBG传感器的综采三机状态监测系统，其特征在于，所述
温补式FBG倾角传感器（14）在对采煤机进行采高监测时，当采煤机的左摇臂和/或右摇臂提升或降低时，温补式FBG倾角传感器（14）监测倾角变化，则采煤机的当前采高通过如下公式计算：H=h+Lsinα2‑ꢀ
Lsinα1其中，h为采煤机的初始采高，L为左摇臂或右摇臂的长为，α...

【专利技术属性】
技术研发人员：王宏伟，郭军军，刘峰，梁威，耿毅德，张纯旺，
申请(专利权)人：太原理工大学，
类型：发明
国别省市：