一种用于煤仓煤位光纤光栅智能监测装置及监测方法
专利汇可以提供一种用于煤仓煤位光纤光栅智能监测装置及监测方法专利检索，专利查询，专利分析的服务。并且本 发明 公开一种用于 煤 仓煤位光纤光栅智能监测装置及监测方法，包括 支撑 装置，支撑装置位于煤仓的上方，支撑装置与振动装置可拆卸连接，振动装置伸入煤仓内部，振动装置 外壳 上加工有环绕的预留槽，预留槽用于放置光纤光栅 传感器 装置，光纤光栅传感器装置连接有光纤光栅解调仪，光纤光栅解调仪电性连接有 数据处理 系统， 数据处理系统 电性连接报警装置，报警装置连接有 胶带 运输机。本发明涉及到光纤光栅的光波反射变化，这种变化反应快、 精度 高，能够在第一时间将 信号 传输到显示装置，给煤仓的运作提供良好的环境；不受煤仓恶劣环境干扰，能够稳定的实时监测煤位；及时监测到棚煤现象，并对棚煤故障进行疏通；容易部署和维护，成本低。，下面是一种用于煤仓煤位光纤光栅智能监测装置及监测方法专利的具体信息内容。
1.一种用于煤仓煤位光纤光栅智能监测装置，所述监测装置位于煤仓(23)的上方，其特征在于，包括支撑装置、振动装置，所述支撑装置位于煤仓(23)的上方，所述支撑装置与振动装置可拆卸连接，所述振动装置伸入煤仓(23)的内部，所述振动装置的外壳上加工有环绕的预留槽(7)，所述预留槽(7)用于放置光纤光栅传感器装置，所述光纤光栅传感器装置与光纤光栅解调仪(13)的一端连接，所述光纤光栅解调仪(13)另一端电性连接有数据处理系统(21)，所述数据处理系统(21)电性连接报警装置，所述报警装置连接有胶带运输机(24)。
2.根据权利要求1所述的用于煤仓煤位光纤光栅智能监测装置，其特征在于，所述支撑装置包括在煤仓左右两端对称设置的支撑钢架(1)，所述支撑钢架(1)上架有横向的支撑钢梁(2)，所述支撑钢梁(2)通过钢筋连接件(18)横放在支撑钢架(1)上面。
3.根据权利要求2所述的用于煤仓煤位光纤光栅智能监测装置，其特征在于，所述振动装置包括调速电机(3)、振动连接杆(5)、振动发生器(6)，所述振动连接杆(5)与所述调速电机(3)轴接，所述调速电机(3)与支撑钢梁(2)可拆卸连接，所述振动发生器(6)与所述振动连接杆(5)螺纹连接。
4.根据权利要求1所述的用于煤仓煤位光纤光栅智能监测装置，其特征在于，所述光纤光栅传感器装置包括光纤布拉格光栅(8)，所述光纤布拉格光栅(8)外包裹有保护层(9)。
5.根据权利要求4所述的用于煤仓煤位光纤光栅智能监测装置，其特征在于，所述光纤光栅传感器装置还包括光纤(12)、光纤光栅传感器(14)，所述光纤布拉格光栅(8)、所述光纤光栅传感器(14)串联在所述光纤(12)上，所述光纤(12)与所述光纤光栅解调仪(13)连接。
6.根据权利要求5所述的用于煤仓煤位光纤光栅智能监测的方法及装置，其特征在于，所述光纤(12)的尾端设有光纤尾纤(11)。
7.根据权利要求1所述的用于煤仓煤位光纤光栅智能监测的方法及装置，其特征在于，所述报警装置包括声光报警器(15)、运输机紧急制动阀(16)；所述声光报警器(15)与所述数据处理系统(21)连接，所述运输机紧急制动阀(16)的一端与所述数据处理系统(21)连接，所述运输机紧急制动阀(16)的另一端与胶带输送机(24)连接。
8.根据权利要求7所述的用于煤仓煤位光纤光栅智能监测的方法及装置，其特征在于，所述声光报警器(15)用于在煤位达到上限或者下限时会自动发出报警声音和闪烁光束，提醒井下人员及时查看煤仓并排除隐患；所述运输机紧急制动阀(16)用于声光报警装置触发的同时，使得所述胶带运输机(24)停止工作。
9.根据权利要求3所述的用于煤仓煤位光纤光栅智能监测的方法及装置，其特征在于，所述振动装置还包括振动缓冲片(4)，所述振动缓冲片(4)设置在所述支撑钢梁(2)与调速电机(3)之间，所述振动缓冲片(4)与所述支撑钢梁(2)螺纹连接。
10.一种用于煤仓煤位光纤光栅智能监测方法，其特征在于，包括如下步骤：
光纤光栅传感器(8)将应力信号传递到静态光纤光栅解调仪(13)上，经过光纤光栅解调仪(13)的解析处理将光信号转变为电信号传输到数据处理系统(21)内，通过模拟软件输入电信号后会将煤位的具体位置在显示器(20)显示，以供工作人员监控，并采取相应措施；
若煤仓(23)内煤位超过或低于所设定上限，将会触发声光报警器(15)、紧急制动阀(16)和振动装置；
若煤仓(23)内出现棚煤故障，显示器(20)会显示具体的棚煤位置以及棚煤区高度；数据处理系统(21)触发声光报警器(15)和紧急制动阀(16)，声光报警器(15)发出声音信号和光信号，提醒监测人员及时查明情况，紧急制动阀(16)会及时停止胶带输送机(24)的运煤动作。
一种用于煤仓煤位光纤光栅智能监测装置及监测方法
技术领域
背景技术
当大体积煤块 或者矸石在较大湿度环境中落下时，会出现棚煤现象，且难以及时发 现，导致煤仓堵塞。煤仓底部进行卸煤时，如果没有具体的监测手段 使煤位降低到规定的煤位下限以下，可能造成闸口破坏，或者出现漏 风使得煤尘大肆飞扬，给井下生产带来不安全因素。为了使井下连续 作业生产，必须要对煤仓煤位进行精确的位置监测。现有的煤仓煤位 监测技术主要分为接触式监测方法和非接触式监测方法，接触式监测 包括：重锤式、电极式、电容式、机杆式、称重式和回转翼轮式。非 接触式监测包括：雷达式、超声波式、激光式、核子式等，其中现在 煤矿井下常用的监测方法有：基于雷达技术、基于超声波技术和基于 激光技术三种方法。雷达式煤位计通过发射探头发射电磁波信号到煤 面，反射回的波信号由接收探头接收，由于雷达波的传播时间与到煤 面距离成比例关系，通过外部计算机的信号处理可以测出煤位距离煤 顶的具体距离。超声波式煤位计时以发射探头发出固定频率
的超声 波，超声波接触到煤面时会反射至超声波接收探头，根据测量得到的 超声波从发
射端到接收端的时间间隔以及该波在空气中的传播速度， 可以通过计算机的外部处理得
到煤面到煤顶的具体距离。激光式煤位 计是通过激光发射装置发射激光束，在另一端设置激光接收装置，如 果煤仓煤位超过此装置时，发射端所发出的激光束被阻断，接收端无 信号，经过外部计算机的放大和比较处理，就可以确定出该时刻煤仓 内煤位的位置。井下煤仓的环境充满着复杂因素，以上的矿用煤位监 测装置仍然存在许多的不足和缺陷。
之比不能满足超声波煤位计的监测范围时，监测的结果会与 实际不符，甚至不能监测。超声波煤位计还要求煤仓有一定的规则形 状，煤仓内壁光滑，这就使得超声波煤位计在井下的使用范围大大缩 小。
大，如果 碰撞到安装在仓壁的激光煤位计，会直接损毁仪器，使用寿命会大大 减少，维修也相当困难。
发明内容
纤光栅传感器装置与光纤光栅解调仪的一端连接，所述光 纤光栅解调仪另一端电性连接
有数据处理系统，所述数据处理系统电 性连接报警装置，所述报警装置连接有胶带运输
机。
后会将煤位的具体位置在显示器显 示，以供工作人员监控，并采取相应措施；
具体实施方式
他实施例， 都属于本发明保护的范围。
光纤光栅解调仪13电性连接有数据处理系统21，所述 数据处理系统21电性连接报警装置，所述报警装置连接有胶带运输 机24，所述光纤光栅解调仪13使用矿用本安型光纤光栅解
调仪13， 在光纤光栅感知到应变信号时及时分析传输给数据处理系统21。
支撑钢梁2打孔后将振动缓 冲片4用螺栓25连接。
有保护层9，呈螺旋式布置在振 动连接杆5上，排除由温度变化产生的错误信号。所述光纤布拉格光 栅8与所述光纤光栅解调仪13连接。
包裹保护层9，呈螺旋式 布置在振动连接杆5上。所述光纤光栅温度传感器14串联在光纤上 并且根据煤仓深度标记好顺序，所述光纤光栅传感器装置呈螺旋式布 置在振动连接杆5
上，排除由温度变化产生的错误信号。所述光纤光 栅解调仪13的一端口连接光纤12，所述光纤光栅解调仪13的另一 个端口连接在计算机主机上，放置于合适位置，实现工作人员实时操 作。所述光纤光栅解调仪13采用矿用本安型光纤光栅静态解调仪。
处理系统21连接，所述运 输机紧急制动阀16的另一端与胶带输送机24连接，信号来源稳
定， 制动灵敏。所述声光报警器15，用于在煤位达到上限或者下限时会 自动发出报警声音和闪烁光束，提醒井下人员及时查看煤仓23并排 除隐患；所述运输机紧急制动阀16用于声光报警装置触发的同时， 使得所述胶带运输机24停止工作。
敏。
入煤仓23中心位置，在应力监 测过程中为了防止温度变化对监测结果产生干扰，可采用相同温度条 件下的光纤光栅温度传感器14进行温度补偿，以剔除温度所产生的 干扰，使得
监测的数据可靠性更高。当煤块由煤仓入口22落入煤仓 23后，由于挤压作用煤体会对钢结构产生切向的应力，应力会传递 到光纤光栅传感器14，将这种信号发送到光纤光栅解调仪
13通过计 算机数据处理，便可以测出煤仓23的煤位。
电信号传输到数据处理系 统21内，通过模拟软件输入电信号后会将煤位的具体位置在显
示器 20显示，以供工作人员监控。此时不会触发声光报警器15、紧急制 动阀16和振动装
置。煤仓煤位与光纤光栅传感器的线性关系如图6 所示，由图可知煤仓煤位在距离煤仓顶
部5m处。
速响应。声光报警器15发出 声音信号和光信号，提醒监测人员迅速了解情况并及时打开缷煤口 19，疏散周围工人。紧急制动阀16迅速作用，停止胶带输送机24的 运煤动作。煤仓底部缷煤口19打开，开始缷煤。计算机处理数据如 图7所示，由图表明此时煤仓煤位已经达到煤位上限。
信号输入数据处理系统 21，显示器20会显示具体的棚煤位置以及棚煤区高度。数据处理系 统21触发声光报警器15和紧急制动阀16，声光报警器15发出声音 信号和光信号，提醒监测人员及时查明情况，紧急制动阀16会及时 停止胶带输送机24的运煤动作，以防发生事故。
经过检测人员具体 确认后，手动打开振动装置，设定调速电机3的参数，振动发生器6 开始工作，周围煤体由于振动作用开始下落排除棚煤故障。如果周围 煤体不下落，应该调节调速电机3的参数，使周围煤体下落。如果棚 煤区煤块坚硬且体积较大，无法通过振动装置解决，就应该迅速使用 其他解决办法。棚煤故障解决后，煤仓23煤位处于安全范围，振动 装置、声光报警装置和紧急制动装置解除，胶带输送机24继续工作。 计算机处理数据如图8所示，由图知煤仓内在距离煤仓顶部14m处发 生了光纤光栅的波长突变，说明在14m以下已经没有块煤对光纤光栅 产生应力作用，即在此处发生了棚煤故障，应该立即采取上述措施进 行疏通。
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