1.一种基于光纤传感的采煤机滚筒振动监测装置,其特征在于,由固定监测装置和旋转监测装置组成,所述旋转监测装置包括第一光源模块(3)、监测光纤环(4)、光电转换模块(5)和单层导线线圈(6);所述固定监测装置包括反射镜(8)、掺铽光纤(9)、光纤耦合器(10)、第二光源模块(11)、第一光电探测器(12)、偏振分束器(13)、第二光电探测器(14)和信号处理模块(15);
所述光纤耦合器(10)、第二光源模块(11)、第一光电探测器(12)、偏振分束器(13)、第二光电探测器(14)和信号处理模块(15)封装于箱体(16)内部,整个箱体(16)安装于摇臂上;
所述第一光源模块(3)与光电转换模块(5)依次沿滚筒(1)的轴线安装于其内侧壁上;
所述监测光纤环(4)一端连接第一光源模块(3)的输出端,另一端连接光电转换模块(5)的输入端,整条监测光纤环(4)绕成环状环绕粘贴于滚筒(1)的内侧壁;
所述单层导线线圈(6)螺旋缠绕在行星轮减速器(2)与滚筒(1)之间的间隙中,并固定于滚筒(1)的内侧壁,单层导线线圈(6)的两端分别接光电转换模块(5)输出端的正负极;
所述掺铽光纤(9)安装在单层导线线圈(6)所形成的圆柱体空间内;反射镜(8)设置在掺铽光纤(9)一端;
所述光纤耦合器(10)一端与掺铽光纤(9)的另一端连接,光纤耦合器(10)另一端分别连接第二光源模块(11)和偏振分束器(13),偏振分束器(13)的两个输出引脚分别与第一光电探测器(12)和第二光电探测器(14)连接,第一光电探测器(12)和第二光电探测器(14)均与信号处理模块(15)连接。
2.根据权利要求1所述的一种基于光纤传感的采煤机滚筒振动监测装置,其特征在于,所述监测光纤环(4)的长度为2.3m的单模光纤。
3.根据权利要求1所述的一种基于光纤传感的采煤机滚筒振动监测装置,其特征在于,所述单层导线线圈(6)共20匝,为长度46m做过防爆隔爆处理的漆包线。
4.根据权利要求1所述的一种基于光纤传感的采煤机滚筒振动监测装置,其特征在于,所述光纤耦合器(10)为50%分光比的2×2光纤耦合器。
5.根据权利要求1所述的一种基于光纤传感的采煤机滚筒振动监测装置,其特征在于,所述掺铽光纤为0.6m高费尔德常数掺铽光纤制作。
6.根据权利要求1所述的一种基于光纤传感的采煤机滚筒振动监测装置,其特征在于,所述第一光电探测器(12)和第二光电探测器(14)为PIN光电二极管。
7.一种基于光纤传感的采煤机滚筒振动监测方法,其特征在于,包括以下步骤:
A、采煤机启动后,通过第一光源模块(3)输出偏振光到监测光纤环(4),当滚筒(1)振动作用于监测光纤环(4)时,监测光纤环(4)内的偏振光会携带滚筒(1)的振动信息;
B、将携带振动信息的偏振光输入到光电转换模块(5),携带振动信息的偏振光信号在光电转换模块(5)中转换为携带振动信息的电流信号;
C、将携带振动信息的电流信号由光电转换模块(5)输出经过单层导线线圈(6)后返回到光电转换模块(5)形成回路;
D、使第二光源模块(11)输出偏振光通过光纤耦合器(10)传输到掺铽光纤(9),偏振光到达掺铽光纤(9)一端时,通过反射镜(8)被反射回来,反向再次经过掺铽光纤(9),回传到光纤耦合器(10),返回的偏振光携带滚筒(1)的振动信号;
E、携带振动信息的偏振光再次通过光纤耦合器(10)到达偏振分束器(13),在偏振分束器(13)的作用下,输出两束携带偏振光并分别输入到第一光电探测器(12)和第二光电探测器(14),将光信号转换为电信号输入到信号处理模块(15),对所携带的振动信号进行解调,最终获得滚筒(1)的振动信息。