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矿用光纤热线式风速传感器设计

王纪强 李振 孟辉 侯墨语 董果凤 杨青山 刘统玉

王纪强,李振,孟辉,等.矿用光纤热线式风速传感器设计[J].工矿自动化,2021,47(5):30-34..  doi: 10.13272/j.issn.1671-251x.17740
引用本文: 王纪强,李振,孟辉,等.矿用光纤热线式风速传感器设计[J].工矿自动化,2021,47(5):30-34..  doi: 10.13272/j.issn.1671-251x.17740
WANG Jiqiang, LI Zhen, MENG Hui, et al. Design of mine-used hot-wire-based optical fiber wind speed sensor[J]. Industry and Mine Automation, 2021, 47(5): 30-34. doi: 10.13272/j.issn.1671-251x.17740
Citation: WANG Jiqiang, LI Zhen, MENG Hui, et al. Design of mine-used hot-wire-based optical fiber wind speed sensor[J]. Industry and Mine Automation, 2021, 47(5): 30-34. doi: 10.13272/j.issn.1671-251x.17740

矿用光纤热线式风速传感器设计

doi: 10.13272/j.issn.1671-251x.17740
基金项目: 

“十三五”国家重点研发计划项目(2017YFC0804402)

详细信息
  • 中图分类号: TD67

Design of mine-used hot-wire-based optical fiber wind speed sensor

  • 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,或无法检测微风速,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0~0.57 m/s时,传感器灵敏度为1 370 pm/(m·s-1),最高分辨率达0.7 mm/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速、低风速检测,稳定性较好,监测值能准确反映现场风速变化。

     

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出版历程
  • 刊出日期:  2021-05-20

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