Research on the Extrinsic Fabry-Perot Interference (EFPI) technology for optical fiber sensing technology of mine gas

Abstract

Wraz z rozwojem górnictwa w górnictwie występuje coraz więcej wypadków. Obserwuje się wciąż brak lub wadliwe działanie systemów monitorujących zawartość gazów w kopalniach. Dlatego autorzy niniejszej pracy zaproponowali technologię wykrywania obecności gazów przy pomocy specjalnych włókien przy pomocy interferometru Fabry-Perot'a EFPI. Koncentrację gazów oblicza się przy pomocy prawa Beer'a, z zależności pomiędzy intensywnością światła w czujniku optycznym, a stężeniem gazu. Metoda ta pozwala na wdrożenie do górnictwa metod wykrywania gazów przy wykorzystaniu włókien optycznych, wykluczając jednocześnie zjawisko interferencji świetlnej i temu podobnych. Metoda ta, eliminuje wszelkiego rodzaju interferencję w monitorowaniu stężenia gazów jest nowatorską metodą pomiaru stężenia gazów w kopalniach podziemnych. Metoda ta również zapewnia bezpieczeństwo. Metoda ta sprawdza się zarówno w środowisku gdzie nie ma zagrożenia gazowego, jak również w środowisku gdzie mogą wystąpić gazy wybuchowe, co jest bardzo ważne dla zapewnienia bezpieczeństwa pracy przy produkcji węgla.

Along with the expansion of the mining capacity, the mine gas accident is more and more. There are still many shortages and defects in gas monitoring system in the previous gas concentration monitoring method. Therefore, we propose the optical fiber sensing technology of mine gas method based on Extrinsic Fabry-Perot Interferometer (EFPI) technology. According to the analysis of interference spectrum from EFPI fiber optic sensor, the varying information is obtained. Then the concentration of the gas is calculated, by Beer Law and the relations between light intensity and concentration of gas. The method implements the high resolution of optical fiber sensing, and avoids the light interference and so on. This method, which can eliminate all kinds of interference in monitoring gas concentration, is a new method on measuring the concentration of gas at harsh environments under coal mine. It has extremely high security and strong anti-interference capability. The method works well in inflammable and explosive environment, which has an important significance for safety production in the coal.