CN110987137B - 一种基于光纤光栅传感器的矿用车辆称重系统及方法 - Google Patents

Abstract

本发明一种基于光纤光栅传感器的矿用车辆称重系统及方法，包括光纤光栅传感器、光纤光栅解调仪、微处理显示器和后台监控系统，多个光纤光栅传感器分别安装在矿用车辆承重梁的多个应变点上，光纤光栅传感器通过铠装光缆与光纤光栅解调仪进行连接，光纤光栅解调仪通过导线与微处理显示器连接，光纤光栅解调仪解算光纤光栅中心波长的变化并将数据信号传输至微处理显示器，微处理显示器收到的数据信号进行算法处理得到矿用车辆载重信息并传输至后台监控系统，后台监控系统将矿用车辆载重信息与矿用车辆合理载重区间进行数据对比，并将矿用车辆超载或载重不满的数据信号传输给所述微处理显示器。

Description

一种基于光纤光栅传感器的矿用车辆称重系统及方法

技术领域

本发明涉及矿用车辆称重技术领域，具体涉及一种基于光纤光栅传感器的矿用车辆称重系统及方法。

背景技术

在矿产运输过程中，由于地理环境复杂、道路形式多变，故而多采用无轨矿车运输。矿用车辆在矿产运输的时候会经常出现超载或载重不满的情况。由于矿用车辆超载会使车辆容易侧翻、爆胎和减弱刹车性能从而导致安全事故的发生，再加之矿用车辆载重不满会影响矿产的运输效率从而增加运输成本。因此，对矿用车辆载重进行实时的监测调控，减少矿用车辆超载或载重不满的现象发生就显得尤为重要。

随着光纤光栅传感技术的发展，光纤光栅传感技术已在航空航天、市政工程、矿山、智能结构与材料等诸多领域获得了广泛应用。传统的应变式传感器均存在输出信号微弱、抗干扰能力较差、测量精度较低等问题，而光纤光栅传感器具有免疫电磁干扰、轻质径小、灵敏度高、稳定性好等优点，再加之光纤光栅的无源特性，对矿井下潮湿、高危险气体的测量环境更具有先天优势。因此，基于光纤光栅传感器的矿用车辆称重系统可靠性高，实用性强，操作简单，便于对矿用车辆载重进行实时的监测调控，减少矿用车辆超载或载重不满的现象发生，适于大规模推广应用。

发明内容

根据现有技术的不足，本发明的目的是提供一种基于光纤光栅传感器的矿用车辆称重系统及方法，

为了解决上述技术问题，本发明采用的技术方案为：

一种基于光纤光栅传感器的矿用车辆称重系统，包括光纤光栅传感器、光纤光栅解调仪、微处理显示器和后台监控系统，多个所述光纤光栅传感器分别安装在矿用车辆承重梁的多个应变点上，所述光纤光栅传感器包括安装壳、压力传感光栅和温度补偿光栅，所述压力传感光栅和温度补偿光栅通过光纤连接并从所述安装壳内伸出分别贴在矿用车辆承重梁的两侧，所述光纤光栅传感器通过铠装光缆与光纤光栅解调仪进行连接，所述光纤光栅解调仪通过导线与微处理显示器连接，所述光纤光栅解调仪解算光纤光栅中心波长的变化并将数据信号传输至微处理显示器，所述微处理显示器包括处理器和显示器，所述处理器将收到的数据信号进行算法处理得到矿用车辆载重信息并传输至所述后台监控系统，所述显示器用于显示矿用车辆载重信息，所述后台监控系统将矿用车辆载重信息与矿用车辆合理载重区间进行数据对比，并当矿用车辆超载或载重不满的数据信号传输给所述微处理显示器，所述微处理器显示器会显示矿用车辆超载或载重不满的警报信息。

进一步的，所述光纤光栅解调仪的解调通道为所述光纤光栅传感器数量的两倍，解调速率高于4kHz。

进一步的，所述安装壳包括第一内层保护壳和第二内层保护壳，所述第一内层保护壳为L形结构且包括一体成型的第一竖壳和第一横壳，所述第二内层保护壳为L形结构且包括一体成型的第二竖壳和第二横壳，所述第一横壳上设有第一通孔，所述第二横壳上均匀分布有多个第二通孔，所述第一横壳卡嵌在所述第二横壳内，所述第一横壳内的所述第一通孔处设有V形弹扣，所述第一竖壳上设有第一传感器孔，所述第二竖壳上均设有第二传感器孔，所述光纤从所述第一竖壳的顶部伸入，穿过所述第一横壳和所述第二横壳，从所述第二竖壳的顶部伸出，所述光纤上设置压力传感光栅和温度补偿光栅，所述压力传感光栅从所述第一传感器孔伸出并固定在承重梁左侧面，所述温度补偿光栅从所述第二传感器孔伸出并固定在承重梁右侧面，所述压力传感光栅和所述温度补偿光栅位置相对，所述光纤在所述第一竖壳和所述第二竖壳的外部进行铠装。

进一步的，所述第一竖壳和所述第二竖壳的外侧均设有外层保护壳，所述外层保护壳和所述第一竖壳间设有epe填充棉，所述外层保护壳和所述第二竖壳间设有epe填充棉。

一种基于光纤光栅传感器的矿用车辆称重方法：

步骤1、每一光纤光栅传感器在矿用车辆承重梁受到压力产生应变时，会将接收的信号通过铠装光缆进行传输至光纤光栅解调仪来解算波长的变化；

步骤2、光纤光栅解调仪将接收到的波长信号通过导线传输至微处理显示器，微处理显示器将接收的信号进行算法解算；

步骤3、微处理显示器将矿用车辆的载重信息进行显示，并将其通过第一无线模块传输至后台监控系统，后台监控系统会通过第二无线模块对矿用车辆的超载发出警报信号，驾驶员会根据矿用车辆载重信息以及警报信号对矿用车辆的载重情况及时进行调整。

进一步的，所述步骤2具体包括：

步骤201、计算压力传感光栅和温度补偿光栅的中心波长变化；

步骤202、利用自差分补偿法原理将消除温度对应变测量的影响；

步骤203、计算光纤光栅传感器的应变量；

步骤204、计算矿用车辆的载重量。

进一步的，在步骤201中，令压力传感光栅的中心波长λ_B1，温度补偿光栅的中心波长λ_B2，则压力传感光栅和温度补偿光栅的中心波长变化为：

Δλ_B1＝K_εΔε₁+K_TΔT₁

Δλ_B2＝K_εΔε₂+K_TΔT₂

其中，K_ε为光纤光栅的应变敏感系数，K_T为光纤光栅的温度敏感系数，Δε₁、Δε₂为压力传感光栅和温度补偿光栅的应变变化，ΔT₁、ΔT₂为时间变化。

进一步的，在步骤202中，利用自差分补偿法原理将消除温度对应变测量影响的方法为：

Δλ_B1-Δλ_B2＝2K_εΔε₁

其中，K_ε为光纤光栅的应变敏感系数，K_T为光纤光栅的温度敏感系数，Δε₁、Δε₂为压力传感光栅和温度补偿光栅的应变变化。

进一步的，在压力传感光栅和温度补偿光栅受到外界应力作用时，有效折射率和光栅栅距都会发生变化，引起后向反射光波长的偏移，需结合光栅周期变化量和由弹光效应引起的有效折射率变化量，得到波长飘移量，进而根据波长飘移量得到光纤光栅传感器的应变量，其中，波长飘移量方程为：

Δ∧＝∧·Δε₁

其中，Δ∧为光栅周期变化，

为波长飘移量，Δn为有效折射率变化，μ为纤芯材料的泊松比，P₁₁、P₁₂为弹光系数；

根据式

可得光纤光栅应变与波长飘移量的线性方程：

被测矿用车辆承重梁应变真值与光纤光栅的应变值呈线性关系，得线性方程：

ε_m＝βε₁

其中，ε_m为测矿用车辆承重梁应变真值，β为比例系数。

进一步的，计算矿用车辆的载重量，由于多个光纤光栅传感器分别安装在矿用车辆承重梁的多个应变点上，因此需要结合多个光纤光栅传感器的应变量计算矿用车辆的载重量，令第1个光纤光栅传感器得应变真值为ε_m,1，第2个光纤光栅传感器得应变真值为ε_m,2，第i个光纤光栅传感器得应变真值为ε_m,i，其中i＝1、2、3、4…，令ε_m,i＝ε_y,i，得到以下应力应变方程：

N_i＝σ_y,i·A_i，i＝1,2,3,4…

其中，E为承重梁材料的弹性模量，σ_y,i为第i个测点的应变点应力，N_i为第i个测点受到的重量；A_i为第i个被测的面积；

综上所述，矿用车辆的载重量M为：

其中，g为重力加速度，l为重量修正系数。

与现有技术相比，本发明具有以下优点和有益效果：

1、本发明所述的一种基于光纤光栅传感器的矿用车辆称重系统及方法，采用光纤光栅传感器代替传统的应变式传感器进行称重传感，解决了采用传统的应变式传感器输出信号微弱、抗干扰能力较差、测量精度较低的问题；另外，由于光纤光栅的无源特性，对矿井下潮湿、高危险气体的测量环境更具有先天优势。因此，基于光纤光栅传感器的矿用车辆称重系统可靠性高，实用性强，操作简单，便于对矿用车辆载重进行实时的监测调控，减少矿用车辆超载或载重不满的现象发生，适于大规模推广应用。

2、本发明所述的一种基于光纤光栅传感器的矿用车辆称重系统及方法，设置有后台监控系统，后台监控系统将矿用车辆载重信息与矿用车辆合理载重区间进行数据对比，并将矿用车辆超载或载重不满的数据信号传输给所述微处理显示器，方便对矿用车辆载重进行调整，减少矿用车辆超载或载重不满的现象发生。

附图说明

图1为本发明系统整体结构图。

图2为本发明光纤光栅传感器的结构示意图；

图3为本发明系统整体布设图。

其中：100、光纤光栅传感器；110、安装壳、111、第一内层保护壳；112、第二内层保护壳；113、V形弹扣；120、压力传感光栅；130、温度补偿光栅；140、外层保护壳；150、epe填充棉；

200、铠装光缆；300、光纤光栅解调仪；400、微处理显示器；500、第一无线通信模块；600、第二无线通信模块；700、后台监控系统。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述。

在本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”等仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”等的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本发明的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上。

参照图1-图3所示，一种基于光纤光栅传感器的矿用车辆称重系统，包括光纤光栅传感器100、光纤光栅解调仪300、微处理显示器400和后台监控系统700，多个光纤光栅传感器100分别安装在矿用车辆承重梁的多个应变点上，光纤光栅传感器100包括安装壳110、压力传感光栅120和温度补偿光栅130，压力传感光栅120和温度补偿光栅130通过光纤连接并从安装壳110内伸出分别贴在矿用车辆承重梁的两侧，光纤光栅传感器100通过铠装光缆200与光纤光栅解调仪300进行连接，光纤光栅解调仪300通过导线与微处理显示器400连接，光纤光栅解调仪300解算光纤光栅中心波长的变化并将数据信号传输至微处理显示器400，微处理显示器400包括处理器和显示器，处理器将收到的数据信号进行算法处理得到矿用车辆载重信息并传输至后台监控系统700，显示器用于显示矿用车辆载重信息，后台监控系统700将矿用车辆载重信息与矿用车辆合理载重区间进行数据对比，并当矿用车辆超载或载重不满的数据信号传输给微处理显示器400，微处理器显示器会显示矿用车辆超载或载重不满的警报信息。

本发明中，光纤光栅传感器100的数量为4到6个。在计算矿用车辆的载重量时，要结合多个光纤光栅传感器100的应变量。

参照图2所示，为了使光纤光栅解调仪300每次能对所有光纤光栅传感器100进行结算，由于每一光纤光栅传感器100包括一个压力传感光栅120和一个温度补偿光栅130，光纤光栅解调仪300为和光纤光栅传感器100的波长相匹配，光纤光栅解调仪300的解调通道为光纤光栅传感器100数量的两倍，解调速率高于4kHz。

参照图2所示，为了使本系统中光纤光栅传感器100很好的适应矿用车辆的承重梁，安装壳110具有可收缩功能，安装壳110包括第一内层保护壳111和第二内层保护壳112，第一内层保护壳111为L形结构且包括一体成型的第一竖壳和第一横壳，第二内层保护壳112为L形结构且包括一体成型的第二竖壳和第二横壳，第一横壳上设有第一通孔，第二横壳上均匀分布有多个第二通孔，第一横壳卡嵌在第二横壳内，第一横壳内的第一通孔处设有V形弹扣113，第一竖壳上设有第一传感器孔，第二竖壳上均设有第二传感器孔，光纤从第一竖壳的顶部伸入，穿过第一横壳和第二横壳，从第二竖壳的顶部伸出，光纤上设置压力传感光栅120和温度补偿光栅130，压力传感光栅120从第一传感器孔伸出并固定在承重梁左侧面，温度补偿光栅130从第二传感器孔伸出并固定在承重梁右侧面，压力传感光栅120和温度补偿光栅130位置相对，光纤在第一竖壳和第二竖壳的外部进行铠装。

另外，压力传感光栅120和温度补偿光栅130感受矿用汽车承重梁的应变绝对值大小相等，方向相反，同时两者所处的温度场环境相同，因此温度对压力传感光栅120和温度补偿光栅130的影响一样。

参照图2所示，为了方便调试第一内层保护壳111和第二内层保护壳112，第一横壳上设有第一通孔，第二横壳上均匀分布有5到8个第二通孔，第一横壳卡嵌在第二横壳内，第一横壳内的第一通孔处设有V形弹扣113，为了固定V形弹扣113，V形弹扣113底部可以焊接在第一横壳内，使V形弹扣113的弹扣可以弹出第一通孔。使用过程中，可以伸缩第二横壳，使第二横壳上的任一第二通孔与第一横壳上的第一通孔位置相对，并通过V形弹扣113固定，使得本装置具有可伸缩的作用，从而调节本装置的长度，调节的长度由矿用车辆承重梁的尺寸而进行设定，第二横壳上的不同的第二通孔对应不同的长度，具体可根据所需不同的长度间隔单位要求进行设计。

参照图2所示，第一竖壳和第二竖壳的外侧均设有外层保护壳140，外层保护壳140和第一竖壳间设有epe填充棉150，外层保护壳140和第二竖壳间设有epe填充棉150。第一内层保护壳111、第二内层保护壳112和外层保护壳140均采用不锈钢材料制成。

为了方便通信，微处理显示器400上设有第一无线通信模块500，后台监控系统700上设有第二无线通信模块600，第一无线通信模块500和第二无线通信模块600间可通信，微处理显示器400将处理得到的矿用车辆载重信息通过第一无线通信模块500传输至后台监控系统700，显后台监控系统700将矿用车辆载重信息与矿用车辆合理载重区间进行数据对比，当矿用车辆超载或载重不满时，将超载或载重的数据信号通过第二无线通信模块600传输给微处理显示器400，微处理器显示器会显示矿用车辆超载或载重不满的警报信息。第一无线通信模块500和第二无线通信模块600为蓝牙模块或WiFi模块。

本发明实施例中，微处理显示器400中，处理器采用单片机，选型为STM32F302CCT6。第一无线通信模块500和第二无线通信模块600选用科中龙无线wifi模块WM409，后台监控系统700为MT.TITLIS/MT—CS。

一种基于光纤光栅传感器的矿用车辆称重方法，包括以下步骤：

步骤1、每一光纤光栅传感器100在矿用车辆承重梁受到压力产生应变时，会将接收的信号通过铠装光缆200进行传输至光纤光栅解调仪300来解算波长的变化。

具体的，步骤1中，光纤光栅解调仪300通过光纤光栅传感器100采集压力传感光栅120和温度补偿光栅130的波长数据。

步骤2、光纤光栅解调仪300将接收到的波长信号通过导线传输至微处理显示器400。微处理显示器400将接收的信号进行算法解算。

步骤201、计算压力传感光栅120和温度补偿光栅130的中心波长变化，令压力传感光栅120的中心波长λ_B1，温度补偿光栅130的中心波长λ_B2，则压力传感光栅120和温度补偿光栅130的中心波长变化为：

Δλ_B1＝K_εΔε₁+K_TΔT₁

Δλ_B2＝K_εΔε₂+K_TΔT₂

其中，K_ε为光纤光栅的应变敏感系数，K_T为光纤光栅的温度敏感系数，Δε₁、Δε₂为压力传感光栅120和温度补偿光栅130的应变变化，ΔT₁、ΔT₂为时间变化。

步骤202、由于温度对光栅影响很大，在测量过程中必须消除温度误差，防止温度误差对应变测量产生影响，利用自差分补偿法原理将消除温度对应变测量的影响：

Δλ_B1-Δλ_B2＝2K_εΔε₁

步骤203、计算光纤光栅传感器100的应变量。

在压力传感光栅120和温度补偿光栅130受到外界应力作用时，有效折射率和光栅栅距都会发生变化，引起后向反射光波长的偏移，需结合光栅周期变化量和由弹光效应引起的有效折射率变化量，得到波长飘移量，进而根据波长飘移量得到光纤光栅传感器100的应变量。

波长飘移量方程：

Δ∧＝∧·Δε₁

其中，Δ∧为光栅周期变化，

为波长飘移量，Δn为有效折射率变化，μ为纤芯材料的泊松比，P₁₁、P₁₂为弹光系数。

根据式

可得光纤光栅应变与波长飘移量的线性方程：

被测矿用车辆承重梁应变真值与光纤光栅的应变值呈线性关系，得线性方程：

ε_m＝βΔε₁

其中，ε_m为测矿用车辆承重梁应变真值，β为比例系数。

步骤204、计算矿用车辆的载重量，由于多个光纤光栅传感器100分别安装在矿用车辆承重梁的多个应变点上，因此需要结合多个光纤光栅传感器100的应变量计算矿用车辆的载重量。

第1个光纤光栅传感器100得应变真值为ε_m,1，第2个光纤光栅传感器100得应变真值为ε_m,2，第i个光纤光栅传感器100得应变真值为ε_m,i，其中i＝1,2,3,4…。令ε_m,i＝ε_y,i，得到以下应力应变方程：

N_i＝σ_y,i·A_i，i＝1,2,3,4…

其中，E为承重梁材料的弹性模量，σ_y,i为第i个测点的应变点应力，N_i为第i个测点受到的重量；A_i为第i个被测的面积；

综上所述，矿用车辆的载重量M为：

其中，g为重力加速度，l为重量修正系数。

步骤3、微处理显示器400将矿用车辆的载重信息进行显示，并将其通过第一无线模块传输至后台监控系统。后台监控系统会通过第二无线模块对矿用车辆的超载发出警报信号，驾驶员会根据矿用车辆载重信息以及警报信号对矿用车辆的载重情况及时进行调整。

最后应说明的是：以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，对于本领域的技术人员来说，其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (9)

1.一种基于光纤光栅传感器的矿用车辆称重系统，其特征在于：包括光纤光栅传感器、光纤光栅解调仪、微处理显示器和后台监控系统，多个所述光纤光栅传感器分别安装在矿用车辆承重梁的多个应变点上，所述光纤光栅传感器包括安装壳、压力传感光栅和温度补偿光栅，所述安装壳包括第一内层保护壳和第二内层保护壳，所述第一内层保护壳为L形结构且包括一体成型的第一竖壳和第一横壳，所述第二内层保护壳为L形结构且包括一体成型的第二竖壳和第二横壳，所述第一横壳上设有第一通孔，所述第二横壳上均匀分布有多个第二通孔，所述第一横壳卡嵌在所述第二横壳内，所述第一横壳内的所述第一通孔处设有V形弹扣，所述第一竖壳上设有第一传感器孔，所述第二竖壳上均设有第二传感器孔，所述光纤从所述第一竖壳的顶部伸入，穿过所述第一横壳和所述第二横壳，从所述第二竖壳的顶部伸出，所述光纤上设置压力传感光栅和温度补偿光栅，所述压力传感光栅从所述第一传感器孔伸出并固定在承重梁左侧面，所述温度补偿光栅从所述第二传感器孔伸出并固定在承重梁右侧面，所述压力传感光栅和所述温度补偿光栅位置相对，所述光纤在所述第一竖壳和所述第二竖壳的外部进行铠装，所述压力传感光栅和温度补偿光栅通过光纤连接并从所述安装壳内伸出分别贴在矿用车辆承重梁的两侧，所述光纤光栅传感器通过铠装光缆与光纤光栅解调仪进行连接，所述光纤光栅解调仪通过导线与微处理显示器连接，所述光纤光栅解调仪解算光纤光栅中心波长的变化并将数据信号传输至微处理显示器，所述微处理显示器包括处理器和显示器，所述处理器将收到的数据信号进行算法处理得到矿用车辆载重信息并传输至所述后台监控系统，所述显示器用于显示矿用车辆载重信息，所述后台监控系统将矿用车辆载重信息与矿用车辆合理载重区间进行数据对比，并当矿用车辆超载或载重不满的数据信号传输给所述微处理显示器，所述微处理器显示器会显示矿用车辆超载或载重不满的警报信息。

2.根据权利要求1所述的基于光纤光栅传感器的矿用车辆称重系统，其特征在于：所述光纤光栅解调仪的解调通道为所述光纤光栅传感器数量的两倍，解调速率高于4kHz。

3.根据权利要求1所述的基于光纤光栅传感器的矿用车辆称重系统，其特征在于：所述第一竖壳和所述第二竖壳的外侧均设有外层保护壳，所述外层保护壳和所述第一竖壳间设有epe填充棉，所述外层保护壳和所述第二竖壳间设有epe填充棉。

4.一种基于光纤光栅传感器的矿用车辆称重方法，采用权利要求1-3任一项所述的基于光纤光栅传感器的矿用车辆称重系统，其特征在于：

步骤1、每一光纤光栅传感器在矿用车辆承重梁受到压力产生应变时，会将接收的信号通过铠装光缆进行传输至光纤光栅解调仪来解算波长的变化；

步骤2、光纤光栅解调仪将接收到的波长信号通过导线传输至微处理显示器，微处理显示器将接收的信号进行算法解算；

步骤3、微处理显示器将矿用车辆的载重信息进行显示，并将其通过第一无线模块传输至后台监控系统，后台监控系统会通过第二无线模块对矿用车辆的超载发出警报信号，驾驶员会根据矿用车辆载重信息以及警报信号对矿用车辆的载重情况及时进行调整。

5.根据权利要求4所述的一种基于光纤光栅传感器的矿用车辆称重方法，其特征在于，所述步骤2具体包括：

步骤201、计算压力传感光栅和温度补偿光栅的中心波长变化；

步骤202、利用自差分补偿法原理将消除温度对应变测量的影响；

步骤203、计算光纤光栅传感器的应变量；

步骤204、计算矿用车辆的载重量。

6.根据权利要求5所述的一种基于光纤光栅传感器的矿用车辆称重方法，其特征在于：在步骤201中，令压力传感光栅的中心波长λ_B1，温度补偿光栅的中心波长λ_B2，则压力传感光栅和温度补偿光栅的中心波长变化为：

Δλ_B1＝K_εΔε₁+K_TΔT₁

Δλ_B2＝K_εΔε₂+K_TΔT₂

其中，K_ε为光纤光栅的应变敏感系数，K_T为光纤光栅的温度敏感系数，Δε₁、Δε₂为压力传感光栅和温度补偿光栅的应变变化量，ΔT₁、ΔT₂为时间变化。

7.根据权利要求6所述的一种基于光纤光栅传感器的矿用车辆称重方法，其特征在于：在步骤202中，利用自差分补偿法原理将消除温度对应变测量影响的方法为：

Δλ_B1-Δλ_B2＝2K_εΔε₁

其中，K_ε为光纤光栅的应变敏感系数，K_T为光纤光栅的温度敏感系数，Δε₁、Δε₂为压力传感光栅和温度补偿光栅的应变变化量，压力传感光栅和温度补偿光栅应变的绝对值大小相等，方向相反，即Δε₁＝-Δε₂。

8.根据权利要求7所述的一种基于光纤光栅传感器的矿用车辆称重方法，其特征在于：在步骤203中，在压力传感光栅和温度补偿光栅受到外界应力作用时，有效折射率和光栅栅距都会发生变化，引起后向反射光波长的偏移，需结合光栅周期变化量和由弹光效应引起的有效折射率变化量，得到波长飘移量，进而根据波长飘移量得到光纤光栅传感器的应变量，其中，波长飘移量方程为：

Δ∧＝Λ·Δε₁

其中，Δε₁为压力传感光栅应变变化量，Δ∧为光栅周期变化，

为波长飘移量，Δn为有效折射率变化，μ为纤芯材料的泊松比，P₁₁、P₁₂为弹光系数；

根据式

可得光纤光栅应变变化量与波长飘移量的线性方程：

被测矿用车辆承重梁应变真值与光纤光栅的应变变化量呈线性关系，得线性方程：

ε_m＝βΔε₁

其中，ε_m为测矿用车辆承重梁应变真值，β为比例系数。

9.根据权利要求8所述的一种基于光纤光栅传感器的矿用车辆称重方法，其特征在于：在步骤204中，计算矿用车辆的载重量，由于多个光纤光栅传感器分别安装在矿用车辆承重梁的多个应变点上，因此需要结合多个光纤光栅传感器的应变量计算矿用车辆的载重量，令第1个光纤光栅传感器得应变真值为ε_m，1，第2个光纤光栅传感器得应变真值为ε_m，2，第i个光纤光栅传感器得应变真值为ε_m，i，其中i＝1、2、3、4...，令ε_m，i＝ε_y，i，得到以下应力应变方程：

N_i＝σ_y，i·A_i，i＝1，2，3，4...

其中，E为承重梁材料的弹性模量，σ_y，i为第i个测点的应变点应力，N_i为第i个测点受到的重量；A_i为第i个被测的面积；

综上所述，矿用车辆的载重量M为：

其中，g为重力加速度，l为重量修正系数。

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