煤矿光纤感温探测器厂家（煤矿光纤传感应急通信系统设计）
煤矿光纤感温探测器厂家（煤矿光纤传感应急通信系统设计）作者联系方式KANG Zhijian，ZHANG Hongjuan，GAO Yan，et al.Design of coal mine optical fiber sensing emergency communication system［J］.Industry and Mine Automation，2020 46（11）：72-76.光纤声音传感子系统引用格式康志坚，张红娟，高妍，等.煤矿光纤传感应急通信系统设计［J］.工矿自动化，2020 46（11）：72-76.
【能源人都在看，点击右上角加'关注'】
可阅读全文
原文发表在《工矿自动化》2020年第11期，欢迎品读。
目前，用于煤矿人员信息交互的通信手段主要有矿用调度电话、矿井广播等有线方式和个人手持式电话系统(PHS)、4G、WiFi等无线方式。在遭遇瓦斯爆炸、粉尘爆炸、火灾、突水、顶板冒落等灾害时，通信线缆与设备终端易受冲击破坏；无线电波易受复杂环境阻断；当灾害致使煤矿井下电力系统瘫痪时，依托电力支持的通信链路难以维系，影响通信系统的正常工作，从而造成煤矿井下救援信息无法传输。光纤具有本质安全、无源传输、抗干扰性强、灵敏度高、耐腐蚀、电绝缘、便于铺设、易工程化等优势，可摆脱电能束缚，在煤矿井下潮湿、地形多变、电磁干扰、易燃易爆的复杂环境中稳定工作。因此，本文设计了一种煤矿光纤传感应急通信系统，实现了矿井灾后无电环境下对井下被困人员声音信息的采集、传输和处理。该系统包含光纤声音传感子系统与硬件解调子系统2个部分：在井下巷道铺设的光缆中加入光纤探头，构建光纤声音传感子系统，侦听巷道内被困人员呼喊、敲击等声音信号；硬件解调子系统放置于地面，用于提取并还原加载在光信号里的音频信息。
光纤声音传感子系统
引用格式
康志坚，张红娟，高妍，等.煤矿光纤传感应急通信系统设计［J］.工矿自动化，2020 46（11）：72-76.
KANG Zhijian，ZHANG Hongjuan，GAO Yan，et al.Design of coal mine optical fiber sensing emergency communication system［J］.Industry and Mine Automation，2020 46（11）：72-76.
作者联系方式
康志坚（1993-），男，山西太原人，硕士研究生，研究方向为电气工程与智能控制，E-mail：18435175815@163.com。
责任编辑联系方式
胡娴，E-mail: huxian@cari.com.cn
煤矿光纤传感应急通信系统设计
Design of coal mine optical fiber sensing emergency communication system
【作者】康志坚1，张红娟1，高妍1，王宇2，靳宝全2
【Author】 KANG Zhijian1，ZHANG Hongjuan1，GAO Yan1，WANG Yu2，JIN Baoquan2
【作者机构】1.太原理工大学 电气与动力工程学院， 山西 太原030024；2.太原理工大学 新型传感器与智能控制教育部与山西省重点实验室， 山西 太原030024
【Unit】1.College of Electrical and Power Engineering Taiyuan University of Technology Taiyuan 030024 China; 2.Key Laboratory of Advanced Transducers and Intelligent Control System Ministry of Education Taiyuan University of Technology Taiyuan 030024 China
【摘要】针对煤矿井下发生瓦斯爆炸、突水等灾害时造成断电使通信中断的问题，设计了一种基于煤矿井下既有光缆的光纤传感应急通信系统，实现了矿井灾后无电环境下对井下被困人员声音信息的采集、传输和处理。该系统包含光纤声音传感子系统与硬件解调子系统2个部分：在井下巷道铺设的光缆中加入光纤探头，构建光纤声音传感子系统，侦听巷道内被困人员呼喊、敲击等声音信号；硬件解调子系统放置于地面，用于提取并还原加载在光信号里的音频信息。光纤声音传感子系统采用ASE宽带光源作为探测光，通过延迟光纤解决测量盲区问题，根据探测光的相位和光强变化与声波信号的关系实现井下声音信息采集；硬件解调子系统通过光电转换模块和音频处理模块对采集的声音信号进行解调处理，对微弱信号进行提取放大。实验结果表明，在10 km的测试距离内，该系统可检测并提取距光纤探头0~5 m、频率范围为0.3~3.4 kHz的声音信号，精度为±0.5 Hz。
【Abstract】In view of problem of communication interruption due to power outages when gas explosions water inrush and other disasters occurred in underground coal mines an optical fiber sensing emergency communication system based on existing optical cables in underground coal mines was designed to realize collection transmission and processing of sound information of trapped personnel in underground coal mines without electricity after mine disater. The system includes two parts: the optical fiber sound sensing subsystem and the hardware demodulation subsystem. The optical fiber sound sensing subsystem is constructed by adding optical fiber probes to the optical cables laid in underground roadway to monitor sound signals of the shouts and knocks of trapped people in the roadway. The hardware demodulation subsystem is placed on the ground to extract and restore the audio information loaded in the optical signal. The optical fiber sound sensing subsystem uses ASE broadband light source as the detection light and solves measurement blind area problem through the delay fiber and underground sound information collection is realized according to the relationship between the phase and light intensity changes of the detection light and the acoustic signal. The hardware demodulation subsystem adopts photoelectric conversion module and audio processing module to demodulate the collected sound signal extract and amplify the weak signal. Experimental results show that within test distance of 10 km the system can detect and extract sound signals with frequency range of 0.3 -3.4 kHz and 0 -5 m away from the fiber optic probe with an accuracy of ±0.5 Hz.
【关键词】 矿井应急通信；井下声音信息采集；光纤传感；光纤探头；声音检测；光电转换
【Key words】mine emergency communication; underground sound information collection; optical fiber sensing; optical fiber probe; sound detection; photoelectric conversion
【基金项目】山西省重点研发计划项目（201803D121071）；山西省科技成果转化引导专项项目（201904D131022）
信息提供：胡娴 图文编辑：张聚
审 核：王晖
免责声明：以上内容转载自工矿自动化，所发内容不代表本平台立场。
全国能源信息平台010-65367702，邮箱：hz@people-energy.com.cn，地址：北京市朝阳区金台西路2号人民日报社
