CN115853594B - 基于fbg传感器的综采三机状态监测系统 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种基于FBG传感器的综采三机状态监测系统，属于煤矿智能感知技术领域。包括：矿下设备包括信号采集子系统、传输子系统和光电信号转换子系统，地面设备包括信号处理及可视化子系统；所述信号采集子系统包括多个FBG温度传感器、FBG加速度传感器、温补式FBG应变传感器、温补式FBG倾角传感器和温补式FBG位移传感器，传输子系统包括多个矿用本安型光纤接线盒和矿用铠装光缆，光电信号转换子系统包括第一和第二光纤光栅无线式解调仪、第一和第二防爆供电电源，信号处理及可视化子系统包括相互连接的若干台监控计算机。本发明解决了目前矿用传感器的共性问题，为智能控制和智能决策等提供保障，很大程度上保证了监测的精度和稳定性。

Description

基于FBG传感器的综采三机状态监测系统

技术领域

本发明涉及煤矿智能感知技术领域，尤其涉及一种基于FBG传感器的综采三机状态监测系统。

背景技术

智能感知、智能决策和智能控制是煤矿智能化发展的重要组成，智能感知作为基石，为决策和控制提供数据支持。智能感知的核心是监测技术，涉及传感器及传感系统等。目前矿用传感器存在一些共性问题，其中工作稳定时间短、不能在线实时监测、维护量大、抗电磁干扰能力差以及无法适应长距离传输、信号采集不稳定等问题，造成三机运行状态监测的效果普遍不理想，严重阻碍煤矿智能化的发展。

发明内容

为解决上述技术问题，本发明提供一种基于FBG传感器的综采三机状态监测系统。本发明的技术方案如下：

一种基于FBG传感器的综采三机状态监测系统，其包括矿下设备和地面设备两层，矿下设备包括信号采集子系统、传输子系统和光电信号转换子系统，地面设备包括信号处理及可视化子系统；

所述信号采集子系统包括多个FBG温度传感器、多个FBG加速度传感器、多个温补式FBG应变传感器、多个温补式FBG倾角传感器和多个温补式FBG位移传感器，所述传输子系统包括多个相互连接的矿用本安型光纤接线盒和矿用铠装光缆，所述光电信号转换子系统包括带有防爆箱的第一光纤光栅无线式解调仪、第二光纤光栅无线式解调仪、第一防爆供电电源和第二防爆供电电源，第一光纤光栅无线式解调仪和第一防爆供电电源固定在采煤机的机身上平面，第二光纤光栅无线式解调仪和第二防爆供电电源固定在中间液压支架两立柱之间的平面位置处，所述信号处理及可视化子系统包括相互连接的若干台监控计算机；采煤机上贴付的各传感器通过光纤尾纤与第一光纤光栅无线式解调仪连接；液压支架和刮板输送机上贴付的各传感器通过光纤尾纤与矿用本安型光纤接线盒连接后，通过矿用铠装光缆将光信号传输至第二光纤光栅无线式解调仪；

所述FBG温度传感器的数量为十个，分别贴于采煤机的左牵引电机、右牵引电机、左截割电机、右截割电机的表面，刮板输送机的机头电机、机尾电机、机头减速器、机尾减速器、机头液力耦合器、机尾液力耦合器的表面；

所述FBG加速度传感器的数量为八个，分别贴于采煤机的左牵引电机、右牵引电机、左截割电机、右截割电机、左摇臂和右摇臂的表面，刮板输送机的机头电机和机尾电机的表面；

所述温补式FBG应变传感器分别贴于各液压支架的顶梁及前梁的下表面；

所述温补式FBG倾角传感器分别贴于采煤机的左摇臂表面、右摇臂表面，液压支架底座的上表面、左立柱表面、右立柱表面、掩护梁内侧表面以及顶梁下表面；

所述温补式FBG位移传感器贴于液压支架的推移千斤顶前端。

可选地，所述FBG温度传感器用于对所贴付的各电机的温度进行监测，得到采煤机、刮板输送机上各电机的工作温度；

所述FBG加速度传感器用于根据自身测得的检测数据和FBG温度传感器测得的各电机的工作温度对所贴付的各电机的振动进行监测；

所述温补式FBG应变传感器用于对液压支架的顶梁和前梁的应变进行监测；

所述温补式FBG倾角传感器用于分别对采煤机进行采高监测以及对液压支架的位姿进行监测；

所述温补式FBG位移传感器用于对液压支架的位移进行监测，得到刮板输送机位移。

可选地，所述温补式FBG倾角传感器在对采煤机进行采高监测时，当采煤机的左摇臂和/或右摇臂提升或降低时，温补式FBG倾角传感器监测倾角变化，则采煤机的当前采高通过如下公式计算：

H=h+Lsinα₂- Lsinα₁

其中，h为采煤机的初始采高，L为左摇臂或右摇臂的长度，α₁为左摇臂或右摇臂的变化前的倾角，α₂为左摇臂或右摇臂变化后的倾角。

可选地，所述FBG温度传感器、FBG加速度传感器、温补式FBG应变传感器、温补式FBG倾角传感器和温补式FBG位移传感器均为不锈钢封装，采用单端出光纤的方式。

可选地，当采煤机、液压支架和刮板输送机处于工作状态时，引起FBG温度传感器、FBG加速度传感器、温补式FBG应变传感器、温补式FBG倾角传感器、温补式FBG位移传感器中光栅周期或等效折射率发生变化，使反射波中心波长发生漂移，漂移量通过光信号形式由光纤尾纤传输至第一光纤光栅无线式解调仪进行解调变为电信号，或由光纤尾纤传输至矿用本安型光纤接线盒后，通过矿用铠装光缆传输至第二光纤光栅无线式解调仪进行解调变为电信号。

可选地，所述第一光纤光栅无线式解调仪和第二光纤光栅无线式解调仪将解调后的电信号，通过5G或WIFI传输至监控计算机，并通过系统界面及软件实现信号处理，实现对综采三机运行状态的监测。

可选地，所述监控计算机对采集到的电信号使用最小二乘拟合补偿的方法实现对FBG加速度传感器采集的数据进行温度补偿，并利用EMD降噪方法对FBG加速度传感器采集的数据进行降噪分离处理。

可选地，所述基于FBG传感器的综采三机状态监测系统的三机状态监测方法的步骤如下：

步骤一：将各传感器分别贴于综采三机的相应位置，放置第一光纤光栅无线式解调仪及第一防爆供电电源在采煤机的机身上平面并进行固定，将采煤机上贴付的各传感器通过光纤尾纤接入第一光纤光栅无线式解调仪；放置第二光纤光栅无线式解调仪及第二防爆供电电源在中间液压支架两立柱之间的平面位置并进行固定，分别放置矿用本安型光纤接线盒在每个液压支架两立柱之间的平面位置并进行固定，采集各液压支架的顶梁、前梁、底座、立柱、掩护梁及推移千斤顶的数据；将液压支架上贴付的各传感器通过光纤尾纤接入矿用本安型光纤接线盒；放置矿用本安型光纤接线盒在刮板输送机的机头和机尾处上表面处并进行固定，将刮板输送机上贴付的各传感器通过光纤尾纤接入矿用本安型光纤接线盒；

步骤二：对于采煤机，通过光纤尾纤接入矿用本安型光纤接线盒后，将光信号传输至第一光纤光栅无线式解调仪；对于液压支架和刮板输送机，通过光纤尾纤接入矿用本安型光纤接线盒后，通过矿用铠装光缆将光信号传输至第二光纤光栅无线式解调仪；

步骤三，第一防爆供电电源对第一光纤光栅无线式解调仪进行供电，第二防爆供电电源对第二光纤光栅无线式解调仪进行供电，第一光纤光栅无线式解调仪和第二光纤光栅无线式解调仪通过5G或WIFI传输至监控计算机；

步骤四，信号处理及可视化子系统中的软件平台采用C/S与B/S结合的架构方式，对采集的数据进行处理，实现人机交互及可视化界面，实现对三机运行状态进行全面监测。

上述所有可选地技术方案均可任意组合，本发明不对一一组合后的结构进行详细说明。

借由上述方案，本发明的有益效果如下：

通过设置信号采集子系统包括多个FBG温度传感器、FBG加速度传感器、温补式FBG应变传感器、温补式FBG倾角传感器和温补式FBG位移传感器，而FBG传感器具有高灵敏度、高精度的特点，同时具有本质安全、抗电磁干扰、可长距离传输，解决了目前矿用传感器的共性问题，不仅为智能控制和智能决策等提供保障，而且很大程度上保证了监测的精度和稳定性。通过构建信号采集子系统、传输子系统、光电信号转换子系统和信号处理及可视化子系统，构建了光纤光栅传感技术用于矿下的系统架构，通过各个子系统互连实现了光纤光栅传感器用于矿下三机运行状态的监测，提出了FBG传感器用于综采三机的安装位置及布置方式，安装简单方便，便于推广应用。通过设置带有防爆箱的第一光纤光栅无线式解调仪和第二光纤光栅无线式解调仪，将光纤光栅无线解调仪与防爆箱结合用于矿下，为矿下移动设备的监测提供了方法，很大程度减少了光缆的长度及有线的局限性，为FBG传感器用于综采设备监测提供了新思路。通过在各电机上同时安装FBG温度传感器和FBG加速度传感器，可以避免使用温补式加速度传感器，在一定程度上节约了成本。

上述说明仅是本发明技术方案的概述，为了能够更清楚了解本发明的技术手段，并可依照说明书的内容予以实施，以下以本发明的较佳实施例并配合附图详细说明如后。

附图说明

图1是本发明的总体构成示意图。

图2是本发明中采煤机、液压支架上FBG传感器的安装主视图。

图3是本发明中采煤机、液压支架上FBG传感器的安装侧视图。

图4是本发明中刮板输送机上FBG传感器的安装示意图。

图5为本发明中温补式FBG倾角传感器监测采煤机采高的原理图。

附图标记为：1、信号采集子系统；2、传输子系统；3、光电信号转换子系统；4、信号处理及可视化子系统；5、光纤尾纤；6、矿用本安型光纤接线盒；7、矿用铠装光缆；81、第一光纤光栅无线式解调仪；82、第二光纤光栅无线式解调仪；91、第一防爆供电电源；第二防爆供电电源；10、监控计算机；11、FBG温度传感器；12、FBG加速度传感器；13、温补式FBG应变传感器；14、温补式FBG倾角传感器；15、温补式FBG位移传感器；25、顶梁；26、前梁；27、右立柱；28、右摇臂；29、液压支架底座；30、掩护梁；31、推移千斤顶；201、左牵引电机；202、右牵引电机；203、左截割电机；204、右截割电机；205、机头电机；206、机尾电机；207、机头减速器；208、机尾减速器；209、机头液力耦合器；210、机尾液力耦合器。

具体实施方式

下面结合附图和实施例，对本发明的具体实施方式作进一步详细描述。以下实施例用于说明本发明，但不用来限制本发明的范围。

如图1至图4所示，本发明提供的基于FBG传感器的综采三机状态监测系统，其包括矿下设备和地面设备两层，矿下设备包括信号采集子系统1、传输子系统2和光电信号转换子系统3，地面设备包括信号处理及可视化子系统4。

所述信号采集子系统1包括多个FBG温度传感器11、多个FBG加速度传感器12、多个温补式FBG应变传感器13、多个温补式FBG倾角传感器14和多个温补式FBG位移传感器15，所述传输子系统2包括多个相互连接的矿用本安型光纤接线盒6和矿用铠装光缆7，所述光电信号转换子系统3包括带有防爆箱的第一光纤光栅无线式解调仪81、第二光纤光栅无线式解调仪82、第一防爆供电电源91（12V）和第二防爆供电电源92（12V），第一光纤光栅无线式解调仪81和第一防爆供电电源91固定在采煤机的机身上平面，第二光纤光栅无线式解调仪82和第二防爆供电电源92固定在中间液压支架两立柱27之间的平面位置处，所述信号处理及可视化子系统4包括相互连接的若干台监控计算机10；采煤机上贴付的各传感器通过光纤尾纤5与第一光纤光栅无线式解调仪81连接；液压支架和刮板输送机上贴付的各传感器通过光纤尾纤5与矿用本安型光纤接线盒6连接后，通过矿用铠装光缆7将光信号传输至第二光纤光栅无线式解调仪82。

所述FBG温度传感器11的数量为十个，分别贴于采煤机的左牵引电机201、右牵引电机202、左截割电机203、右截割电机204的表面，刮板输送机的机头电机205、机尾电机206、机头减速器207、机尾减速器208、机头液力耦合器209、机尾液力耦合器210的表面。

所述FBG加速度传感器12的数量为八个，分别贴于采煤机的左牵引电机201、右牵引电机202、左截割电机203、右截割电机204、左摇臂和右摇臂28的表面，刮板输送机的机头电机205和机尾电机206的表面。

以五个液压支架为例，所述温补式FBG应变传感器13的数量为10个，分别贴于各液压支架的顶梁25及前梁26的下表面；所述温补式FBG倾角传感器14的数量为27个，分别贴于采煤机的左摇臂表面、右摇臂28表面，液压支架底座29的上表面、左立柱表面、右立柱27表面、掩护梁30内侧表面以及顶梁25下表面；所述温补式FBG位移传感器15的数量为5个，贴于液压支架的推移千斤顶31前端。

具体地，所述FBG温度传感器11用于对所贴付的各电机（采煤机的左牵引电机201、右牵引电机202、左截割电机203、右截割电机204，刮板输送机的机头电机205、机尾电机206、机头减速器207、机尾减速器208、机头液力耦合器209、机尾液力耦合器210）的温度进行监测，得到采煤机、刮板输送机上各电机的工作温度。

所述FBG加速度传感器12用于根据自身测得的检测数据和FBG温度传感器11测得的各电机的工作温度对所贴付的各电机（采煤机的左牵引电机201、右牵引电机202、左截割电机203、右截割电机204、左摇臂和右摇臂28，刮板输送机的机头电机205和机尾电机206）的振动进行监测。具体地，可以通过FBG加速度传感器12自身测得的检测数据减去FBG温度传感器11测得的各电机的工作温度获得各电机的振动数据。

所述温补式FBG应变传感器13用于对液压支架的顶梁25和前梁26的应变进行监测。

所述温补式FBG倾角传感器14用于分别对采煤机进行采高监测以及对液压支架的位姿进行监测。其中，所述温补式FBG倾角传感器14在对采煤机进行采高监测时，当采煤机的左摇臂和/或右摇臂提升或降低时，温补式FBG倾角传感器14监测倾角变化，则采煤机的当前采高通过如下公式计算：H=h+Lsinα₂- Lsinα₁

其中，h为采煤机的初始采高，L为左摇臂或右摇臂的长度，α₁为左摇臂或右摇臂的变化前的倾角，α₂为左摇臂或右摇臂变化后的倾角。

所述温补式FBG位移传感器15用于对液压支架的位移进行监测，得到刮板输送机位移，保证了刮板输送机的直线度。

所述的FBG加速度传感器12贴于采煤机左摇臂和右摇臂28，能够为煤岩识别提供数据支持，其原理在于：煤炭的密度远小于岩石密度，当滚筒截割过程中，若截割岩石，通过分析FBG加速度传感器12采集后处理的数据，与正常振动比较，其震动幅度变大。

可选地，所述FBG温度传感器11、FBG加速度传感器12、温补式FBG应变传感器13、温补式FBG倾角传感器14和温补式FBG位移传感器15均为不锈钢封装，采用单端出光纤的方式。

可选地，FBG温度传感器11、FBG加速度传感器12、温补式FBG应变传感器13、温补式FBG倾角传感器14和温补式FBG位移传感器15的工作原理为：当采煤机、液压支架和刮板输送机处于工作状态时，引起FBG温度传感器11、FBG加速度传感器12、温补式FBG应变传感器13，温补式FBG倾角传感器14、温补式FBG位移传感器15中光栅周期或等效折射率发生变化，使反射波中心波长发生漂移，漂移量通过光信号形式由光纤尾纤5传输至第一光纤光栅无线式解调仪81进行解调变为电信号，或由光纤尾纤5传输至矿用本安型光纤接线盒6后，通过矿用铠装光缆7传输至第二光纤光栅无线式解调仪82进行解调变为电信号。

具体地，所述第一光纤光栅无线式解调仪81和第二光纤光栅无线式解调仪82将解调后的电信号，通过5G或WIFI传输至监控计算机10，并通过系统界面及软件实现信号处理，实现对综采三机运行状态的监测。

进一步地，所述监控计算机10对采集到的电信号使用最小二乘拟合补偿的方法实现对FBG加速度传感器12采集的数据进行温度补偿，并利用EMD降噪方法对FBG加速度传感器12采集的数据进行降噪分离处理。

在上述内容的基础上，所述基于FBG传感器的综采三机状态监测系统的三机状态监测方法的步骤如下：

步骤一：将各传感器分别贴于综采三机的相应位置，放置第一光纤光栅无线式解调仪81及第一防爆供电电源91在采煤机的机身上平面并进行固定，将采煤机上贴付的各传感器通过光纤尾纤5接入第一光纤光栅无线式解调仪81；放置第二光纤光栅无线式解调仪82及第二防爆供电电源92在中间液压支架两立柱27之间的平面位置并进行固定，分别放置矿用本安型光纤接线盒6在每个液压支架两立柱27之间的平面位置并进行固定，采集各液压支架的顶梁25、前梁26、底座29、立柱27、掩护梁30及推移千斤顶31的数据；将液压支架上贴付的各传感器通过光纤尾纤5接入矿用本安型光纤接线盒6；放置矿用本安型光纤接线盒6在刮板输送机的机头和机尾处上表面处并进行固定，将刮板输送机上贴付的各传感器通过光纤尾纤5接入矿用本安型光纤接线盒6。

步骤二：对于采煤机，通过光纤尾纤5接入矿用本安型光纤接线盒6后，将光信号传输至第一光纤光栅无线式解调仪81；对于液压支架和刮板输送机，通过光纤尾纤5接入矿用本安型光纤接线盒6后，通过矿用铠装光缆7将光信号传输至第二光纤光栅无线式解调仪82。

步骤三，第一防爆供电电源91对第一光纤光栅无线式解调仪81进行供电，第二防爆供电电源92对第二光纤光栅无线式解调仪82进行供电，第一光纤光栅无线式解调仪81和第二光纤光栅无线式解调仪82通过5G或WIFI传输至监控计算机10。

步骤四，信号处理及可视化子系统4中的软件平台采用C/S与B/S结合的架构方式，对采集的数据进行处理，实现人机交互及可视化界面，实现对三机运行状态进行全面监测。

综合上述内容，本发明实施例具有如下特点：

1、提出了三机运行状态监测及实时在线监测系统，监测精度远高于普通矿用传感器。通过光纤光栅波长的变换就可以计算出监测物理量信息，从而实时且高精度获得三机运行状态信息，其中包括液压支架位姿信息、采煤机采高信息、采煤机振动信息、刮板输送机直线度信息，为综采工作面全面监测提供了数据支持。FBG传感器具有高灵敏度、高精度的特点，同时具有本质安全、抗电磁干扰、可长距离传输，解决了目前矿用传感器的共性问题，为智能控制和智能决策等提供保障。

2、构建了光纤光栅传感技术用于矿下的系统架构，通过各个子系统的功能，实现光纤光栅传感器用于矿下三机运行状态的监测。

3、提出了FBG传感器用于综采三机的安装位置及布置方式，安装简单方便，便于推广应用；使用光纤光栅无线解调仪与防爆箱结合用于矿下，为矿下移动设备的监测提供了方法。

4、通过在各电机上同时安装FBG温度传感器11和FBG加速度传感器12，可以避免使用温补式加速度传感器，在一定程度上节约了成本。

本发明实施例将FBG传感器用于煤矿设备状态监测，很好地解决了目前矿用传感器存在的共性问题，很大程度上保证了监测的精度和稳定性。另外，使用光纤光栅无线式解调仪，并安装到矿用设备上，很大程度减少了光缆的长度及有线的局限性，为FBG传感器用于综采设备监测提供了新思路。

以上所述仅是本发明的优选实施方式，并不用于限制本发明，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明技术原理的前提下，还可以做出若干改进和变型，这些改进和变型也应视为本发明的保护范围。

Claims (8)

1.一种基于FBG传感器的综采三机状态监测系统，其特征在于，包括矿下设备和地面设备两层，矿下设备包括信号采集子系统（1）、传输子系统（2）和光电信号转换子系统（3），地面设备包括信号处理及可视化子系统（4）；

所述信号采集子系统（1）包括多个FBG温度传感器（11）、多个FBG加速度传感器（12）、多个温补式FBG应变传感器（13）、多个温补式FBG倾角传感器（14）和多个温补式FBG位移传感器（15），所述传输子系统（2）包括多个相互连接的矿用本安型光纤接线盒（6）和矿用铠装光缆（7），所述光电信号转换子系统（3）包括带有防爆箱的第一光纤光栅无线式解调仪（81）、第二光纤光栅无线式解调仪（82）、第一防爆供电电源（91）和第二防爆供电电源（92），第一光纤光栅无线式解调仪（81）和第一防爆供电电源（91）固定在采煤机的机身上平面，第二光纤光栅无线式解调仪（82）和第二防爆供电电源（92）固定在中间液压支架两立柱（27）之间的平面位置处，所述信号处理及可视化子系统（4）包括相互连接的若干台监控计算机（10）；采煤机上贴付的各传感器通过光纤尾纤（5）与第一光纤光栅无线式解调仪（81）连接；液压支架和刮板输送机上贴付的各传感器通过光纤尾纤（5）与矿用本安型光纤接线盒（6）连接后，通过矿用铠装光缆（7）将光信号传输至第二光纤光栅无线式解调仪（82）；

所述FBG温度传感器（11）的数量为十个，分别贴于采煤机的左牵引电机（201）、右牵引电机（202）、左截割电机（203）、右截割电机（204）的表面，刮板输送机的机头电机（205）、机尾电机（206）、机头减速器（207）、机尾减速器（208）、机头液力耦合器（209）、机尾液力耦合器（210）的表面；

所述FBG加速度传感器（12）的数量为八个，分别贴于采煤机的左牵引电机（201）、右牵引电机（202）、左截割电机（203）、右截割电机（204）、左摇臂和右摇臂（28）的表面，刮板输送机的机头电机（205）和机尾电机（206）的表面；

所述温补式FBG应变传感器（13）分别贴于各液压支架的顶梁（25）及前梁（26）的下表面；

所述温补式FBG倾角传感器（14）分别贴于采煤机的左摇臂表面、右摇臂（28）表面，液压支架底座（29）的上表面、左立柱表面、右立柱（27）表面、掩护梁（30）内侧表面以及顶梁（25）下表面；

所述温补式FBG位移传感器（15）贴于液压支架的推移千斤顶（31）前端。

2.根据权利要求1所述的基于FBG传感器的综采三机状态监测系统，其特征在于，

所述FBG温度传感器（11）用于对所贴付的各电机的温度进行监测，得到采煤机、刮板输送机上各电机的工作温度；

所述FBG加速度传感器（12）用于根据自身测得的检测数据和FBG温度传感器（11）测得的各电机的工作温度对所贴付的各电机的振动进行监测；

所述温补式FBG应变传感器（13）用于对液压支架的顶梁（25）和前梁（26）的应变进行监测；

所述温补式FBG倾角传感器（14）用于分别对采煤机进行采高监测以及对液压支架的位姿进行监测；

所述温补式FBG位移传感器（15）用于对液压支架的位移进行监测，得到刮板输送机位移。

3.根据权利要求1所述的基于FBG传感器的综采三机状态监测系统，其特征在于，所述温补式FBG倾角传感器（14）在对采煤机进行采高监测时，当采煤机的左摇臂和/或右摇臂提升或降低时，温补式FBG倾角传感器（14）监测倾角变化，则采煤机的当前采高通过如下公式计算：

H=h+Lsinα₂- Lsinα₁

其中，h为采煤机的初始采高，L为左摇臂或右摇臂的长度，α₁为左摇臂或右摇臂的变化前的倾角，α₂为左摇臂或右摇臂变化后的倾角。

4.根据权利要求1所述的基于FBG传感器的综采三机状态监测系统，其特征在于，所述FBG温度传感器（11）、FBG加速度传感器（12）、温补式FBG应变传感器（13）、温补式FBG倾角传感器（14）和温补式FBG位移传感器（15）均为不锈钢封装，采用单端出光纤的方式。

5.根据权利要求1所述的基于FBG传感器的综采三机状态监测系统，其特征在于，当采煤机、液压支架和刮板输送机处于工作状态时，引起FBG温度传感器（11）、FBG加速度传感器（12）、温补式FBG应变传感器（13）、温补式FBG倾角传感器（14）、温补式FBG位移传感器（15）中光栅周期或等效折射率发生变化，使反射波中心波长发生漂移，漂移量通过光信号形式由光纤尾纤（5）传输至第一光纤光栅无线式解调仪（81）进行解调变为电信号，或由光纤尾纤（5）传输至矿用本安型光纤接线盒（6）后，通过矿用铠装光缆（7）传输至第二光纤光栅无线式解调仪（82）进行解调变为电信号。

6.根据权利要求1所述的基于FBG传感器的综采三机状态监测系统，其特征在于，所述第一光纤光栅无线式解调仪（81）和第二光纤光栅无线式解调仪（82）将解调后的电信号，通过5G或WIFI传输至监控计算机（10），并通过系统界面及软件实现信号处理，实现对综采三机运行状态的监测。

7.根据权利要求1所述的基于FBG传感器的综采三机状态监测系统，其特征在于，所述监控计算机（10）对采集到的电信号使用最小二乘拟合补偿的方法实现对FBG加速度传感器（12）采集的数据进行温度补偿，并利用EMD降噪方法对FBG加速度传感器（12）采集的数据进行降噪分离处理。

8.根据权利要求1所述的基于FBG传感器的综采三机状态监测系统，其特征在于，所述基于FBG传感器的综采三机状态监测系统的三机状态监测方法的步骤如下：

步骤一：将各传感器分别贴于综采三机的相应位置，放置第一光纤光栅无线式解调仪（81）及第一防爆供电电源（91）在采煤机的机身上平面并进行固定，将采煤机上贴付的各传感器通过光纤尾纤（5）接入第一光纤光栅无线式解调仪（81）；放置第二光纤光栅无线式解调仪（82）及第二防爆供电电源（92）在中间液压支架两立柱（27）之间的平面位置并进行固定，分别放置矿用本安型光纤接线盒（6）在每个液压支架两立柱（27）之间的平面位置并进行固定，采集各液压支架的顶梁（25）、前梁（26）、底座（29）、立柱（27）、掩护梁（30）及推移千斤顶（31）的数据；将液压支架上贴付的各传感器通过光纤尾纤（5）接入矿用本安型光纤接线盒（6）；放置矿用本安型光纤接线盒（6）在刮板输送机的机头和机尾处上表面处并进行固定，将刮板输送机上贴付的各传感器通过光纤尾纤（5）接入矿用本安型光纤接线盒（6）；

步骤二：对于采煤机，通过光纤尾纤（5）接入矿用本安型光纤接线盒（6）后，将光信号传输至第一光纤光栅无线式解调仪（81）；对于液压支架和刮板输送机，通过光纤尾纤（5）接入矿用本安型光纤接线盒（6）后，通过矿用铠装光缆（7）将光信号传输至第二光纤光栅无线式解调仪（82）；

步骤三，第一防爆供电电源（91）对第一光纤光栅无线式解调仪（81）进行供电，第二防爆供电电源（92）对第二光纤光栅无线式解调仪（82）进行供电，第一光纤光栅无线式解调仪（81）和第二光纤光栅无线式解调仪（82）通过5G或WIFI传输至监控计算机（10）；

步骤四，信号处理及可视化子系统（4）中的软件平台采用C/S与B/S结合的架构方式，对采集的数据进行处理，实现人机交互及可视化界面，实现对三机运行状态进行全面监测。

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