光纤Bragg光栅传感器在矿业工程中的应用现状分析.pdfVIP

2014年第10期 中州煤炭 总第226期 光纤 Bragg光栅传感器在矿业工程中的 应用现状分析 张立强，李 超 (河南理工大学 能源学院，河南 焦作 454003) 摘要 ：介绍 了光栅传感器的发展历程及光纤光栅检测应力应变 的基本原理。结合光纤光栅传感技术 的本质 突出优势和岩石工程应用特点，重点讨论 了光纤光栅传感技术在相似模拟实验 、岩石试件检测和巷道应力检 测 中的应用 。认为光栅本质安全、使用寿命长、耐腐蚀 、传感敏感性高等特点适用于岩石工程检测。光纤光 栅传感器 的使用 ，为改进应变检测提供 了一种新 的检测方法 。 关键词 ：光栅 ；岩石试件应变检测；巷道应力检测 ；矿井火灾检测 中图分类号 ：TD76 文献标志码 ：A 文章编号：1003—0506(2014)10—0094—04 AnalysisonApplicationStatusofFiberBraggGratingSensorinM iningEngineering ZhangLiqiang，LiChao (SchoolofEnergyScienceandEngineering，HenanPolytechnicUniversity，Jiaozuo 454003，China) Abstract：Thedevelopmentoverview ofbraggsensorwasintroduced，thebasicprincipleoffibergratingmonitoringstressand strainwere alsoexpoundedbriefly．Combinedwiththeintrinsicoutstandingcharacteristicsandrock engineeringapplication characteristicsoffiber bragggratingsensor，theapplicationoffiberbragggratingsensingtechnologywasdiscussedinthesimulationexperiment，therockspeci- menmonitoringandroadwayforcemonitoringasakey．Itisconsideredthatthegratingisintrinsicsafety，andhaslongservicelife，cot— rosionresistance，high sensing sensitivity，and itissuitablefordetectionofrockengineering．Theusageoffibergratingsensorhaspro— videdanew detectionmethodofrtheimprovementofstrainmonitoring． Keywords：grating；rock specimen strainmonitoring；roadwayforcemonitoring；coalminefiredetection 第 l根光纤 Bragg光栅诞生在 1978年 ，加拿大 带光源发射 出的光通过光纤光栅时，一部分光可 以 通信研究中心的K．0．Hill等人发明制作 。20世纪 通过成为透射光 ，一部分光被反射 回来。通过对反 90年代以后 ，随着 Morey首次将光纤光栅用于传感 射光波长的接收，可以获得所测参量 的变化。温度 领域 ，光纤光栅应用从单纯 的光通信发展到光纤传 和应变是最能直接改变反射波长的2个参量 。根据 感领域。光栅传感器原理简单 ，与传统应力传感器 耦合模理论…，满足以下条件的光被反射 ： 相 比具有体积小 、精度高 、本质安全型、持久性检测 Ab=2n。H A (1) 结构物等优点。它逐渐由光纤通