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主办单位:煤炭科学研究总院有限公司、中国煤炭学会学术期刊工作委员会
矿用光纤热线式风速传感器设计
  • 作者

    王纪强李振孟辉侯墨语董果凤杨青山刘统玉

  • 单位

    山东省科学院激光研究所山东省光纤传感技术重点实验室山东微感光电子有限公司

  • 摘要

    实时、准确地获取风速数据,有助于精准控制矿井风流。现有的热线式、叶轮式、超声波涡街式、差压式等矿用风速传感器或易受干扰,或无法检测微风,或量程小,且均通过电信号获取风速,存在安全隐患。基于掺杂光纤光热转换特性和光纤Bragg光栅(FBG)测温原理,设计了一种矿用光纤热线式风速传感器,通过掺杂光纤将光能转换为热能,通过解调热交换下FBG中心波长漂移量推算传感探头温度变化,进一步计算出风速。在FBG解调过程中采用光栅复用技术,实现了多台传感器共用同一光源和解调仪,降低了成本。实验室测试结果表明:FBG中心波长漂移量与风速呈非线性关系;在较低的风速范围内,泵浦光源功率越高,FBG中心波长漂移范围越大,风速检测灵敏度越高,风速为0~0.57m/s时,传感器灵敏度为1370pm/(m·s-1),最高分辨率达0.7mm/s;传感器响应时间随风速增大而减小,波长动态范围随之增大。现场测试结果表明:该传感器可实现煤矿井下微风、低风速检测,稳定性较好,监测值能准确反映现场风速变化。

  • 关键词

    矿井通风风速传感器光纤传感光纤热线式掺杂光纤光纤Bragg光栅光栅复用解调

  • 基金项目(Foundation)
    “十三五”国家重点研发计划资助项目(2017YFC0804402)
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