基于熔融拉锥过耦合器的光纤光栅解调系统

提出了一种基于光纤熔融拉锥过耦合器进行解调的方法,实验制作了一个特殊的熔融拉锥过耦合器,对其输出的两路光功率进行了测试,并论证了用该耦合器进行解调的原理.利用该过耦合器组成的检测系统对光纤光栅传感器进行解调,得到了较好的响应.该解调方法成本低,结构简单,解调范围大,线性范围可达10 nm以上.     

新型光纤光栅温度传感系统在电力测温中的应用

介绍一种光纤光栅温度在线监测系统。系统采用新型光纤光栅温度传感器,具有防爆、防燃、抗腐蚀、抗电磁干扰、耐高压及在有害环境中使用安全等特点,可以实现实时、快速、大容量、准分布式测温并定位。不但可以用在电力高压开关柜温度检测中,还可以应用于电力电缆接头,油库油罐等其它需要检测温度的领域。     

煤与瓦斯突出光纤传感预测技术

煤与瓦斯突出光纤传感监测技术,全光纤设计,利用光纤声发射传感器、光纤瓦斯传感器、光纤风速传感器、光纤温度传感器组成多参数监测系统,建立突出危险综合判据指标,在煤与瓦斯突出关键部位进行监测,具有传统技术不可比拟的优势。     

DFB激光器振动解调系统温度补偿的设计

介绍了DFB激光器结合光纤光栅测量振动信号的原理,并针对系统常见的温度干扰问题提出了采用PID调节DFB波长法和双光栅光强互补进行温度干扰抑制的措施.通过实验验证和比较了这两种方法的特点和效果,结果证明两种方法均对温度干扰有抑制作用,PID调节DFB激光器波长法可抑制较大的温度波动但灵敏度低,而双光栅互补温度补偿法抑制较小的温度波动但灵敏度比PID调节方法高,两者联合使用可使系统在较宽的温度波动范围内仍保持良好的性能.     

面向矿山安全物联网的光纤传感器

针对矿山安全监测系统中传统电子传感器存在的精度低、可靠性差、维护工作量大、有监控盲区等问题,提出采用光纤传感器与无线传感器构建煤矿人、机、环多维度、多参数、大容量监测系统;介绍了光纤传感器在矿山安全监测系统中的应用优势,重点介绍了激光光谱分析气体传感器、光纤光栅物理量传感器、光纤分布式温度传感器等矿用传感器的工作原理;以煤矿安全监控系统中的激光甲烷传感器、矿山微震监测系统中的光纤加速度传感器及采空区火灾监测预警系统中的光纤分布式温度传感器为例,介绍了矿用光纤传感器在矿山安全物联网中的应用情况。     

矿山信息化发展及以数字孪生为核心的智慧矿山关键技术

矿山信息化建设在经历了单机自动化、综合自动化、数字矿山几个阶段之后,在物联网、人工智能、大数据技术的推动下,正朝着矿山智能化和智慧矿山的方向发展。以数字孪生技术为核心,围绕矿山生产场景和智能装备的知识服务体系是智慧矿山下一步需要重点研究的方向。首先回顾了矿山信息化技术的发展,然后分析了智慧矿山的核心关键技术,从智能感知与智能装备、边缘计算与网络服务、数字孪生知识建模、平台与应用系统4个方面进行阐述。智能传感装置和智能装备的不断涌现,为智慧矿山前端感知和执行提供了基础,而即时的感知、分析和决策是智能装备自治、自主工作的前提;随着边缘网关计算能力的提升,需要设计面向应用场景的轻量级算法模型和高效云边协同机制,以满足智能装备即时服务的需求,同时,围绕5G的通信技术在矿山的应用,将进一步提升知识服务的快速响应能力;矿山运行机理、经验知识、大数据分析与数字孪生建模技术融合的矿山生产场景可信数字孪生模型,将成为智慧矿山知识服务的核心;面向大数据和知识模型的平台技术是矿山数字孪生和智能化服务的载体,大数据高效存取、分析和利用能够有效的促进矿山智能化应用服务的融合。矿山数字孪生及相关智能化技术的突破,将实现对矿山物理世界实时可测、可观、准确控制、精确管理和科学决策,从而建立少人化或无人化的矿山生产模式,为智慧矿山的发展奠定基础。     

基于差压原理的矿用光纤光栅风速传感器

设计了一种新型的矿用光纤光栅风速传感器,利用差压原理实现风速转化,由波纹管、等强度悬臂梁和双光纤光栅组成差分敏感机构,并通过算法进一步进行温度补偿,有效克服了温度交叉敏感问题,提高了应变测量的灵敏度。文中推导了光纤光栅中心波长变化量与风速的关系,同时对敏感机构进行了水压模拟试验,得到传感器敏感机构的灵敏度为0.703 pm/Pa,与理论值具有很好的吻合度;对风速传感器样机进行风洞试验测试,结果表明风速在0.2~20 m/s的情况下,传感器测量误差可基本控制在0.3 m/s以内,并具有良好的线性关系。     

光纤耦合结构长光程怀特池气体传感器

首先介绍了怀特(White)池的基本结构,分析了怀特池系统中光束反射次数对实际气体检测的影响。在此基础上,利用光纤准直器的光束耦合特性,设计了一种光纤耦合结构的长光程气体吸收池传感器,在20cm基本尺寸上实现了12m的吸收光程,在特定的温度范围内系统的光耦合效率稳定在55%以上,应用于有害气体的远程在线监测。     

大功率半导体激光器驱动电路

为实现30 W连续掺Yb光纤激光器,设计一种大功率（10 A）半导体激光器（LD）的驱动电路,该恒流源电路采用功率场效应管作电流控制元件,运用负反馈原理稳定输出电流,正向电流0 A～10 A连续可调,纹波峰值为10 mV,输出电流的短期稳定度达到1×10-5,具有过流保护、防浪涌冲击的功能。实际应用在30 W连续掺Yb光纤激光器中,结果表明该驱动电路工作安全可靠。     

矿山信息化发展及以数字孪生为核心的智慧矿山关键技术

矿山信息化建设在经历了单机自动化、综合自动化、数字矿山几个阶段之后,在物联网、人工智能、大数据技术的推动下,正朝着矿山智能化和智慧矿山的方向发展。以数字孪生技术为核心,围绕矿山生产场景和智能装备的知识服务体系是智慧矿山下一步需要重点研究的方向。首先回顾了矿山信息化技术的发展,然后分析了智慧矿山的核心关键技术,从智能感知与智能装备、边缘计算与网络服务、数字孪生知识建模、平台与应用系统4个方面进行阐述。智能传感装置和智能装备的不断涌现,为智慧矿山前端感知和执行提供了基础,而即时的感知、分析和决策是智能装备自治、自主工作的前提;随着边缘网关计算能力的提升,需要设计面向应用场景的轻量级算法模型和高效云边协同机制,以满足智能装备即时服务的需求,同时,围绕5G的通信技术在矿山的应用,将进一步提升知识服务的快速响应能力;矿山运行机理、经验知识、大数据分析与数字孪生建模技术融合的矿山生产场景可信数字孪生模型,将成为智慧矿山知识服务的核心;面向大数据和知识模型的平台技术是矿山数字孪生和智能化服务的载体,大数据高效存取、分析和利用能够有效的促进矿山智能化应用服务的融合。矿山数字孪生及相关智能化技术的突破,将实现对矿山物理世界实时可测、可观、准确控制、精确管理和科学决策,从而建立少人化或无人化的矿山生产模式,为智慧矿山的发展奠定基础。