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龙图腾网获悉广东感芯激光科技有限公司申请的专利基于VCSEL波长解调的低功耗煤矿无线顶板检测系统及方法获国家发明授权专利权，本发明授权专利权由国家知识产权局授予，授权公告号为：CN115522980B 。

龙图腾网通过国家知识产权局官网在2026-04-28发布的发明授权授权公告中获悉：该发明授权的专利申请号/专利号为：202211229414.2，技术领域涉及：E21F17/18；该发明授权基于VCSEL波长解调的低功耗煤矿无线顶板检测系统及方法是由杨青山;金光贤;刘统玉;宁雅农;曹鲁设计研发完成，并于2022-10-09向国家知识产权局提交的专利申请。

本基于VCSEL波长解调的低功耗煤矿无线顶板检测系统及方法在说明书摘要公布了：本发明公开了一种基于VCSEL波长解调的低功耗煤矿无线顶板检测系统及方法，检测系统包括低功耗无线光纤光栅解调仪、光纤光栅顶板状态检测传感模块和无线基站；低功耗煤矿无线顶板状态检测系统在不包括无线基站时的总功耗小于500mW；该检测系统利用低功耗VCSEL光纤光栅波长解调技术和无线传输技术实现低功耗、低成本光纤顶板状态检测，解决传统光纤顶板状态检测系统成本高昂、施工不便、功耗大、无法现场显示的问题。由于VCSEL激光器无需温度控制，因此系统的整体功耗低至500mW以下，极大地提高单个或多个检测点的布设的灵活性。

本发明授权基于VCSEL波长解调的低功耗煤矿无线顶板检测系统及方法在权利要求书中公布了：1.一种基于VCSEL波长解调的低功耗煤矿无线顶板检测系统，其特征在于，包括低功耗无线光纤光栅解调仪、光纤光栅顶板状态检测传感模块和无线基站；所述低功耗煤矿无线顶板状态检测系统在不包括无线基站时的总功耗小于500mW； 所述低功耗无线光纤光栅解调仪包括低功耗VCSEL光纤光栅波长解调模块、MCU模块、无线收发模块、声光报警显示模块、光电传感器模块、温度压力检测模块、电源模块；所述MCU模块分别与低功耗VCSEL光纤光栅波长解调模块、无线收发模块、声光报警显示模块、光电传感器模块、温度压力检测模块、电源模块电性连接；所述低功耗VCSEL光纤光栅波长解调模块与所述光纤光栅顶板状态检测传感模块通过光纤或光缆连接；所述电源模块用于为低功耗无线光纤光栅解调仪供电； 所述低功耗VCSEL光纤光栅波长解调模块包括VCSEL激光器、电流驱动电路、光纤分路器、光电信号探测器、放大电路、采集电路；所述低功耗VCSEL光纤光栅波长解调模块功耗小于100mW； 所述低功耗VCSEL光纤光栅波长解调模块中，所述电流驱动电路产生锯齿波扫描驱动电流，并驱动VCSEL激光器发射扫描波长随电流增大而增长的光束，该光束耦合到光纤内；在周期锯齿波扫描驱动电流的每一个周期内，激光器波长由短增长的变化范围为一个波长扫描范围，扫描波长的范围涵盖光纤光栅顶板状态检测传感模块中光纤光栅中心波长；耦合在光纤中的光束经光纤分路器将光能量均分到2+N的输出光路，N≥1，其中1路用于检测光源光功率的稳定状态；其中另1路经过参考气室，用于系统光谱自校准和标定；其余N路分别传输至传感光纤光栅；每一或和两个光纤光栅组成一个传感检测单元，该传感检测单元分别设置在无源光纤光栅锚杆应力传感探头或和无源光纤光栅顶板离层传感探头中； 经N个光纤光栅调制反射后进入光电信号探测器转换为电信号；再通过放大电路放大信号由采集电路转换成数字信号；MCU模块根据采集到的数字信号、温度压力模块的环境温度和压力值，解调出光纤光栅反射波长和波长变化量，并根据预先标定传感光纤光栅波长随应力或位移变化的关系曲线、波长随温度变化的关系曲线，计算出锚杆应力值、顶板离层位移量相对和绝对变化量； 所述低功耗无线光纤光栅解调仪中的MCU模块与无线收发模块连接，通过无线收发模块从井下无线基站接收到读取、查询顶板状态检测数据指令和发送顶板状态检测数据至井下无线基站，然后经井下环网传输到井上调度室。

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