一种用于煤矿沉降监测的分布式光纤传感系统及方法技术方案

本发明专利技术涉及光纤监测技术领域，具体公开了一种用于煤矿沉降监测的分布式光纤传感系统及方法，包括测量部分和数据采集与处理部分，测量部分包括埋置在煤矿土体中的光缆、基于FBG的渗压计和基于FBG的引伸计，数据采集与处理部分包括OFDR解调仪、FBG解调仪和计算机，光缆包括由内到外依次设置的第一光纤、护层钢管和PUC外护套。本发明专利技术采用上述的一种用于煤矿沉降监测的分布式光纤传感系统及方法，利用光纤测量应变，然后将应变转换为光缆变形、孔隙压力与引伸计测量位移三个物理量表征煤矿沉降情况，通过煤矿现场实验进行验证，证明本发明专利技术可以用于监测煤矿沉降情况。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及光纤监测，尤其是涉及一种用于煤矿沉降监测的分布式光纤传感系统及方法。

技术介绍

1、随着社会的发展进步和科技的日新月异，煤矿机械化程度大幅度提高，开采深度不断增加，开采速度日益加快，造成采空区面积不断扩大，进而引发滑坡、地面塌陷、地裂缝等地质灾害，因此，对煤矿集中开采区进行全覆盖、长时序、高精度的沉降监测至关重要，是开展矿区地质灾害防治的首要前提。

2、传统的地表沉降监测方法有很多，如精密水准测量、合成孔径雷达干涉测量、全球定位系统测量和遥感测量等。精密水准测量采用高精度光学仪器和高质量的测量尺进行测量，其优点是精度高、稳定性好、适用范围广。但是，精密水准测量需要专业人员操作，且数据处理复杂，需要专业的软件进行处理；合成孔径雷达干涉测量利用雷达信号进行扫描并进行相关处理得到干涉图，其优点是精度高、测量速度快、可以实时监测地面的移动变形情况。但是受限于卫星信号的覆盖范围和可用性，难以应用于一些偏远地区；全球定位系统利用信号接收机接收卫星信号并计算其时间差，其优点是测量速度快、精度高、可以实时监测地面的移动变形情况，适用于大范围区域沉本文档来自技高网...

【技术保护点】

1.一种用于煤矿沉降监测的分布式光纤传感系统，其特征在于：包括测量部分和数据采集与处理部分，测量部分包括埋置在煤矿土体中的光缆、基于FBG的渗压计和基于FBG的引伸计，数据采集与处理部分包括OFDR解调仪、FBG解调仪和计算机，光缆包括由内到外依次设置的第一光纤、护层钢管和PUC外护套。

2.根据权利要求1所述的一种用于煤矿沉降监测的分布式光纤传感系统，其特征在于：基于FBG的渗压计包括方形外壳、利用FDM 3D打印技术打印而成的薄膜和含有FBG光纤布拉格光栅的光纤，方形外壳设置于薄膜下方，薄膜上表面开设有凹槽，含有FBG光纤布拉格光栅的光纤安装于凹槽中，光纤分布于薄膜的中间...

【技术特征摘要】

1.一种用于煤矿沉降监测的分布式光纤传感系统，其特征在于：包括测量部分和数据采集与处理部分，测量部分包括埋置在煤矿土体中的光缆、基于fbg的渗压计和基于fbg的引伸计，数据采集与处理部分包括ofdr解调仪、fbg解调仪和计算机，光缆包括由内到外依次设置的第一光纤、护层钢管和puc外护套。

2.根据权利要求1所述的一种用于煤矿沉降监测的分布式光纤传感系统，其特征在于：基于fbg的渗压计包括方形外壳、利用fdm 3d打印技术打印而成的薄膜和含有fbg光纤布拉格光栅的光纤，方形外壳设置于薄膜下方，薄膜上表面开设有凹槽，含有fbg光纤布拉格光栅的光纤安装于凹槽中，光纤分布于薄膜的中间和四周。

3.根据权利要求2所述的一种用于煤矿沉降监测的分布式光纤传感系统，其特征在于：基于fbg的引伸计包括含有fbg光纤布拉格光栅应变传感器的光纤和pvc管，含有fbg光纤布拉格光栅应变传感器的光纤利用环氧树脂粘贴在pvc管外壁上，光纤包括五个fbg光纤布拉格光栅应变传感器，fbg光纤光栅应变传感器之间按照均匀间隔串联。

4.根据权利要求3所述的一种用于煤矿沉降监测的分布式光纤传感系统，其特征在于：含有fbg光纤布拉格光栅应变传感器用于反射布拉格...

【专利技术属性】
技术研发人员：马杰，孙丹丹，陈鹏，赵泽家，郝珂瑶，
申请(专利权)人：山西大学，
类型：发明
国别省市：