光子晶体光纤光栅传感机理及其在锚杆应力应变监测中的应用研究

项目名称： 光子晶体光纤光栅传感机理及其在锚杆应力应变监测中的应用研究

项目编号： No.51404268

项目类型： 青年科学基金项目

立项/批准年度： 2014

项目学科： 矿业工程

项目作者： 刘海

作者单位： 中国矿业大学

项目金额： 25万元

中文摘要： 锚杆作为矿山巷道的主要支护形式，常用的电类传感监测技术易受环境干扰且难以实现对其内部应力应变的实时监测及远程数据传输。本项目将随机光纤激光独特的可调谐特性与光子晶体结构的优化设计结合应用到应力应变监测，大幅提高了煤矿灾害预知预警的技术能力。基于耦合模理论建立光子晶体光纤光栅应力-应变传感分析模型，融合光子晶体结构优化设计和光波传输控制机制研究其传输特性和传感机理，着重分析光波耦合形成机制和影响传感特性的关键因素。结合光纤光栅与结构基体之间应力传递机理，获取锚杆应变传递的稳定性控制方法。探索随机光纤激光输出的可调谐机理，解决长距离、高精度顶板应力-应变监测中传感光源复用关键技术。搭建合适的锚杆监测系统测试实验平台，建立起光子晶体结构、光栅参量同应力-应变监测量的密切联系，为顶板的稳定程度和安全性评估提供科学依据。

中文关键词： 光纤传感；煤矿安全；安全监测；光纤光栅；

英文摘要： Bolting is the most common supporting method in coal mine. Traditional electricity-based monitoring techniques are more subject to the environment disturbances and cannot monitor the real-time intra-force changes and realize remote data transmission. The

英文关键词： Fiber Optic Sensing；Coal Mine Safety；Safety monitoring；Fiber grating；