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公开(公告)号：CN110763897B
公开(公告)日：2020-07-14
申请号：CN201910982623.6
申请日：2019-10-16
Applicant: 中国矿业大学
Abstract: 本发明公开了一种在线消除光源功率波动的煤矿光纤电流传感器及控制方法，属于光纤传感技术领域，由光源、光纤环形器、光纤起偏器、第一准直透镜、磁光晶体、第二准直透镜、矩形磁芯、螺线管、传感光纤环、反射膜、载流导体和光电探测器组成。在该传感器的光路中引入螺线管、矩形铁芯和磁光晶体，螺线管中驱动电流激发的磁场经矩形铁芯引导作用在磁光晶体上，通过改变驱动电流的大小和流通方向分别改变磁光晶体中旋光角度的大小和极性，由此构建磁光晶体中旋光角度周期性变化规律，相邻周期磁光晶体中旋光角度大小相等、极性相反，基于此，通过对相邻周期内光电探测器的检测光强进行差分运算消除光源功率波动的影响。
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公开(公告)号：CN111308155A
公开(公告)日：2020-06-19
申请号：CN202010169679.2
申请日：2020-03-12
Applicant: 中国矿业大学
IPC: G01R15/20 , G01R33/032
Abstract: 本发明公开了一种基于复合材料的煤矿/地铁光纤电流传感器，包括：磁路传感系统和光电测试系统，其中：磁路传感系统包括导线、导磁回路、磁致伸缩复合材料、光纤光栅(FBG)及两块永磁体；光电测试系统包括宽带光源、环形器、FBG解调装置、光电二极管、放大器及示波器。本发明中，导磁材料设置为由粗到细的圆环结构，磁致伸缩复合材料设置为圆柱状结构，实现磁通密度集中；磁致伸缩复合材料设置为传感器的敏感元件，降低了传感器的成本；两块磁性相同、磁感应强度具有一定差值的永磁体通过装配放置在一起，既为传感器提供了直流偏置磁场,又为磁致伸缩材料的两端提供了一定的应力。相比于传统的光纤电流传感器，本发明降低了传感器的成本，提高了传感器的灵敏度。
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公开(公告)号：CN110749551A
公开(公告)日：2020-02-04
申请号：CN201910982967.7
申请日：2019-10-16
Applicant: 中国矿业大学
IPC: G01N21/21
Abstract: 本发明公开了一种基于偏振分析的煤矿光纤电流传感器，它包括光源、偏振片、分光棱镜、准直透镜、导引光缆、1/4波片、传感光纤环、平面镜、载流导体和偏振分析仪。在本发明所述的传感器中，输出光矢量的相位差只与待测电流诱导的法拉第相移成正比，利用偏振分析技术检测输出光矢量的相位差能够直接获得待测电流。本发明所述传感器的检测结果不受光源功率波动的影响，检测结果与待测电流成线性比例关系；此外，本发明所述传感器不依赖相位调制器和闭环控制算法，检测原理简单，检测带宽没有局限，使用成本低。
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公开(公告)号：CN113740920B
公开(公告)日：2023-04-21
申请号：CN202110799899.8
申请日：2021-07-15
Applicant: 中国矿业大学
IPC: G01V3/18
Abstract: 本发明提供一种随掘超前探测装置及方法，所述装置包括探测电源、光纤电流传感器、电压采集装置和返回电极；探测电源的正极连接煤矿掘进机器人的截割头、负极连接返回电极，返回电极埋设在已掘进巷道的底板；从正极输出大小可调节的激励电流并分成两部分，第Ⅰ部分沿截割头进入未掘进煤层后经底板和返回电极回到负极，第Ⅱ部分沿伸缩部、机身和履带进入底板后经返回电极回到负极；光纤电流传感器柔性成环缠绕在伸缩部，用于检测第Ⅱ部分电流值，探测电源以此调节总的激励电流大小，以保证第Ⅰ部分电流大小恒定；电压采集装置安装在掘进机器人与返回电极之间，测量未掘进煤层不同位置间的电位差。该装置及方法实时进行掘进工作面前方的地质探测。
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公开(公告)号：CN111458553B
公开(公告)日：2021-03-23
申请号：CN202010354031.2
申请日：2020-04-29
Applicant: 中国矿业大学
Abstract: 本发明公开了一种具有双重循环结构的高灵敏度全光纤电流测量装置及方法，该装置包括宽带光源、起偏器、偏振控制器、第一偏振分束器、第一耦合器、环形器、第二耦合器、传感光纤环、载流导体、第一法拉第旋转镜、第二法拉第旋转镜、第二偏振分束器和第一光电探测器、第二光电探测器。本发明所述传感器利用偏振分束器、第一耦合器和双法拉第旋转镜、第二耦合器的组合构成双重循环结构使光信号在传感光路中实现了多次循环,在增强系统稳定性的同时也提高了传感器的灵敏度，减小了线性双折射效应的影响。
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Patent Agency Ranking
公开(公告)号：CN110763901B
公开(公告)日：2020-07-31
申请号：CN201911036621.4
申请日：2019-10-29
Applicant: 中国矿业大学
Abstract: 本发明公开了一种环型煤矿光纤电流传感器系统包括有光源、两个光纤准直器、非偏振分束器、偏振分束器、第一1/4波片、第二1/4波片、传感光纤和偏振分析模块，非偏振分束器设置在两个光纤准直器之间，且光源的输出光依次经过第一光纤准直器、非偏振分束器和第二光纤准直器，从偏振分束器的第一端口进入偏振分束器内部；第一端口快轴和慢轴输出的两束线偏振光依次经过第二光纤准直器和非偏振分束器后，进入偏振分析模块。本发明无需采用相位调制，有效的减少了光路设计成本以及光学误差因素，同时本传感器输出光矢量所包含的相位差只与待测电流诱导的法拉第相移成正比，从而通过检测输出光矢量所包含的相位差即可获得待测电流。
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公开(公告)号：CN111208336B
公开(公告)日：2021-03-19
申请号：CN202010115485.4
申请日：2020-02-25
Applicant: 中国矿业大学
Abstract: 本发明公开了一种单模光纤引导的煤矿/地铁光纤电流传感器，将SLD光源和控制单元这两种有源器件封装成信号激发处理模块并安装在监测现场的低压侧，将准直透镜、偏振片、第一1/4波片、分光器、第一聚焦透镜、第二聚焦透镜、第三聚焦透镜、保偏光纤、第二1/4波片、传感光纤、反射镜、载流导体和偏振分束器等无源器件封装成传感模块并安装在监测现场的高压侧，信号激发处理模块和传感模块之间通过低价单模光纤引导；在本发明中，利用两个1/4波片和偏振分束器、引入正交算法，不仅拓宽了线性测量范围，也消除了光源功率波动影响，从而无需使用高价的相位调制器，在保证传感性能的前提显著降低成本，为光纤电流传感器的推广使用提出一种有效的优先方案。
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公开(公告)号：CN111457864B
公开(公告)日：2021-02-12
申请号：CN202010337685.4
申请日：2020-04-26
Applicant: 中国矿业大学
IPC: G01B11/26
Abstract: 本发明公开了一种基于光纤传感的采煤机摇臂角度检测装置及方法，该装置包括光学系统和机械系统两部分，光学系统包括宽带光源、起偏器、准直透镜、渐变旋光率介质板、偏振分束器和数据处理模块；机械系统包括连接座、连杆、滑块、支架和传感器壳体等。当采煤机工作时，摇臂通过连杆机构把转动角度信息变为渐变折射率的直线位移，光学系统产生的线偏振光在渐变旋光率介质板上穿透的位置也发生变化，由于旋光效应，相应通过渐变旋光率介质板得到的偏振面旋转角度也不同，根据检测到的偏振光的相位角，可得到摇臂的摆动角度。具有结构简单、抗电磁干扰能力强、精度高、本征隔爆等优点。
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公开(公告)号：CN110749551B
公开(公告)日：2020-12-25
申请号：CN201910982967.7
申请日：2019-10-16
Applicant: 中国矿业大学
IPC: G01N21/21
Abstract: 本发明公开了一种基于偏振分析的煤矿光纤电流传感器，它包括光源、偏振片、分光棱镜、准直透镜、导引光缆、1/4波片、传感光纤环、平面镜、载流导体和偏振分析仪。在本发明所述的传感器中，输出光矢量的相位差只与待测电流诱导的法拉第相移成正比，利用偏振分析技术检测输出光矢量的相位差能够直接获得待测电流。本发明所述传感器的检测结果不受光源功率波动的影响，检测结果与待测电流成线性比例关系；此外，本发明所述传感器不依赖相位调制器和闭环控制算法，检测原理简单，检测带宽没有局限，使用成本低。
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公开(公告)号：CN111189532B
公开(公告)日：2020-12-22
申请号：CN202010021802.6
申请日：2020-01-09
Applicant: 中国矿业大学 , 徐州工业职业技术学院
Abstract: 本发明公开了一种采煤机滚筒振动光纤监测装置及监测方法，该装置包括压电陶瓷、固定铁环、活动铁环、多匝线圈、磁致伸缩材料和光纤光栅传感器，采煤机滚筒工作时，滚筒的振动诱导固定铁环和活动铁环产生相对运动并对压电陶瓷产生挤压作用，被挤压的压电陶瓷在多匝线圈的输入端和输出端形成电压，多匝线圈由此流通电流并在线圈内激发产生磁场，磁场诱导磁致伸缩材料产生形变并被光纤光栅传感器准确测量，最终根据光纤光栅传感器的测量结果反推获得采煤机滚筒的振动信息。本发明具备装置结构简单、成本低、准确度高等优点。
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