专利名称：光纤光栅传感解调仪及其应用的制作方法
技术领域：
本发明涉及光纤光栅传感技术领域，尤其涉及光纤光栅传感解调仪及其应用。
背景技术：
传统的解调仪采用基于扫描激光器的波长探测功能，可用于光纤F-P腔传感器
或者光纤光栅传感器的解调。由于扫描激光器的稳定性和重复性较差，从而传统解 调仪的分辨率、测量精度与抗干扰能力不足。
光纤传感系统，是利用光波在光纤中传播时表征的特性参量(振幅、相位、偏 振态、波长、光强等)在外界位移、压力、温度等因素的作用下直接或间接发生变 化，从而将光纤作为传感元件来探测各种物理量。光纤布喇格光栅传感器的传感机 理是，布喇格波长决定于折射率调制的空间周期和调制的幅度大�。檬Ч奖�
示为
is = 2琴A
如果拉伸或压縮光纤，有效折射率neff和折射率调制的周期A都会发生变化，
这样布喇格波长入B就会发生变化。通过监测光栅反射光的波长，就可以知道光栅
处的应变情况。如果将光纤光栅贴在结构上或埋入结构中，使光栅和结构经受相同 的应变、温度或者倾斜度，通过测量光纤光栅相应的变化情况，我们就可以测量结 构的应变、温度和倾斜度等等，了解结构的变化情况。基于以上思路，我们开发了 一种光纤光栅传感解调仪。
发明内容
本发明的目的就是为了克服上述现有技术存在的不足，提供一种精度高、稳定 性好的光纤光栅传感解调仪及其应用。
本发明的目的可以通过以下技术方案来实现光纤光栅传感解调仪，其特征在
于，该解调仪包括大功率ASE宽谱光源、微光机械扫描滤波系统、光耦合器、光 探测器、对数放大电路、信号采集放大与模数转换电路、数字信号处理系统，所述
的大功率ASE宽谱光源与微光机械扫描滤波系统连接，所述的微光机械扫描滤波 系统与光耦合器连接，所述的光耦合器与光探测器连接，所述的光探测器与对数放 大电路、信号采集放大与模数转换电路、数字信号处理系统依次连接。
所述的光耦合器采用1X16光耦合器，经其分光后， 一路光输往F-P腔光学标 准具，另十五路光输往外接光纤光栅传感器。
还包括1X2光耦合器，该1X2光耦合器设在光耦合器与外接光纤光栅传感器 之间，以实现通道扩展。
光纤光栅传感解调仪的应用，其特征在于，该应用包括
(1) 大功率ASE宽谱光源发出的宽谱光，采用微光机械扫描滤波系统扫描滤
波；
(2) 微光机械扫描滤波系统输出的扫描光，经过光耦合器分光，其中一路光 输往F-P腔光学标准具，其他路光输往外接光纤光栅传感器；若通道需要拓展，则 再添加光耦合器，实现更多通道的测量；
(3) 光纤光栅传感器反射回的光信号，其中包含有光纤光栅传感器的传感信 息，被光探测器接收，转换为含有传感信息的电信号；
(4) 电信号经过对数放大电路实现对数放大，然后经由信号采集放大与模数 转换电路转换成数字电信号；
(5) 数字电信号通过数字信号处理系统处理，解调出波长与功率信息，然后 相应计算出光纤光栅传感器的温度、压力、应变等传感指标。
所述的光耦合器采用1X16光耦合器。
所述的大功率ASE宽谱光源发出的宽谱光集中于C波段1529 1564nm。 与现有技术相比，本发明的的精度有了很大提高，该装置基于微光机械扫描滤 波技术和DSP信号采集与处理技术，性能稳定可靠，测量精度高；而且可以通过 远程读取光纤光栅中心反射波长，实现解调仪的远程实时读�。杂诖邢低惩� 布设，工程实现简单易行。
图1是本发明光纤光栅传感解调仪的示意图。
具体实施例方式
如图1所示，本发明光纤光栅传感解调仪，该解调仪包括大功率ASE宽谱光 源l、微光机械扫描滤波系统2、光耦合器3、光探测器6、对数放大电路7、信号 采集放大与模数转换电路8、数字信号处理系统9，所述的大功率ASE宽谱光源1 与微光机械扫描滤波系统2连接，所述的微光机械扫描滤波系统2与光耦合器3 连接，所述的光耦合器3与光探测器6连接，所述的光探测器6与对数放大电路7、 信号采集放大与模数转换电路8、数字信号处理系统9依次连接。
所述的光耦合器3采用1X16光耦合器，经其分光后， 一路光输往F-P腔光学 标准具4，另十五路光输往外接光纤光栅传感器10。
还包括1X2光耦合器5，该1X2光耦合器5设在光耦合器3与外接光纤光栅 传感器10之间，以实现通道扩展。
光纤光栅传感解调仪的应用，该应用包括-
(1) 大功率ASE宽谱光源1发出的宽谱光，采用微光机械扫描滤波系统2扫
描滤波；
(2) 微光机械扫描滤波系统2输出的扫描光，经过光耦合器3分光，其中一 路光输往F-P腔光学标准具4，其他路光输往外接光纤光栅传感器10;若通道需要 拓展，则再添加光耦合器5，实现更多通道的测量；
(3) 光纤光栅传感器反射回的光信号，其中包含有光纤光栅传感器的传感信 息，被光探测器6接收，转换为含有传感信息的电信号；
(4) 电信号经过对数放大电路7实现对数放大，然后经由信号采集放大与模 数转换电路8转换成数字电信号；
(5) 数字电信号通过数字信号处理系统9处理，解调出波长与功率信息，然 后相应计算出光纤光栅传感器的温度、压力、应变等传感指标。
大功率ASE宽谱光源1发出的宽谱光(主要集中于C波段1529 1564nm)， 采用微光机械扫描滤波系统2扫描滤波，实现C波段光的稳定扫描，频率为100Hz。 微光机械扫描滤波系统2输出的扫描光，经过1X16光耦合器3分光，其中的一路 光输往标准具4，另外的15路光输往外接光纤光栅传感器10。如果需要通道拓展， 可以再添加光耦合器5，实现更多通道的测量。光纤光栅反射回的光信号，其中包 含有光纤光栅传感器的传感信息，被光探测器PIN6接收，转换为含有传感信息的 电信号。此电信号经过对数放大电路7实现对数放大，然后经由A/D转换芯片转
换成数字电信号。此数字电信号，通过DSP数字处理芯片处理，解调出波长与功 率信息，相应计算出光纤光栅传感器的温度、压力、应变等等传感指标，显示在数 据接收与显示设备ll。
权利要求
1. 光纤光栅传感解调仪，其特征在于，该解调仪包括大功率ASE宽谱光源、微光机械扫描滤波系统、光耦合器、光探测器、对数放大电路、信号采集放大与模数转换电路、数字信号处理系统，所述的大功率ASE宽谱光源与微光机械扫描滤波系统连接，所述的微光机械扫描滤波系统与光耦合器连接，所述的光耦合器与光探测器连接，所述的光探测器与对数放大电路、信号采集放大与模数转换电路、数字信号处理系统依次连接。
2. 根据权利要求1所述的光纤光栅传感解调仪，其特征在于，所述的光耦合 器采用1X16光耦合器，经其分光后， 一路光输往F-P腔光学标准具，另十五路光 输往外接光纤光栅传感器。
3. 根据权利要求2所述的光纤光栅传感解调仪，其特征在于，还包括1X2光 耦合器，该1X2光耦合器设在光耦合器与外接光纤光栅传感器之间，以实现通道 扩展。
4. 光纤光栅传感解调仪的应用，其特征在于，该应用包括(1) 大功率ASE宽谱光源发出的宽谱光，采用微光机械扫描滤波系统扫描滤波；(2) 微光机械扫描滤波系统输出的扫描光，经过光耦合器分光，其中一路光 输往F-P腔光学标准具，其他路光输往外接光纤光栅传感器；若通道需要拓展，则 再添加光耦合器，实现更多通道的测量；(3) 光纤光栅传感器反射回的光信号，其中包含有光纤光栅传感器的传感信 息，被光探测器接收，转换为含有传感信息的电信号；(4) 电信号经过对数放大电路实现对数放大，然后经由信号采集放大与模数 转换电路转换成数字电信号；(5) 数字电信号通过数字信号处理系统处理，解调出波长与功率信息，然后 相应计算出光纤光栅传感器的温度、压力、应变等传感指标。
5. 根据权利要求4所述的光纤光栅传感解调仪，其特征在于，所述的光耦合 器采用1X16光耦合器。
6. 根据权利要求4所述的光纤光栅传感解调仪，其特征在于，所述的大功率ASE宽谱光源发出的宽谱光集中于C波段1529 1564nm。
全文摘要
本发明涉及光纤光栅传感解调仪，该解调仪包括大功率ASE宽谱光源、微光机械扫描滤波系统、光耦合器、光探测器、对数放大电路、信号采集放大与模数转换电路、数字信号处理系统，所述的大功率ASE宽谱光源与微光机械扫描滤波系统连接，所述的微光机械扫描滤波系统与光耦合器连接，所述的光耦合器与光探测器连接，所述的光探测器与对数放大电路、信号采集放大与模数转换电路、数字信号处理系统依次连接。本发明的精度有了很大提高，该装置基于微光机械扫描滤波技术和DSP信号采集与处理技术，性能稳定可靠，测量精度高；可以通过远程读取光纤光栅中心反射波长，实现解调仪的远程实时读�。杂诖邢低惩床忌瑁こ淌迪旨虻ヒ仔小�
文档编号G01D5/353GK101387527SQ200810201668
公开日2009年3月18日 申请日期2008年10月23日 优先权日2008年10月23日
发明者曹春耕 申请人:曹春耕
专业数控铣床产品供应商
20年生产经验，实力工厂，精工品质，质量有保障
