[实用新型]光纤光栅传感器解调系统

说明书

技术领域

本实用新型涉及传感器领域，尤其涉及一种简易使用的光纤光栅传感器解调系统。

背景技术

光纤光栅传感器有着可靠性高、抗电磁干扰能力强、耐腐蚀等特点，特别地，其波长编码特性以及单光纤上的准分布式测量优点是其他传感器无法比拟，具有广阔的应用前景。

光纤光栅传感器工作时，需要与能产生中心波长随时间变化而变化的脉冲输出的激光器配合使用,激光器具有波长扫描的功能，将该激光器发射的具有不同中心波长的激光束输出到光纤光栅传感器中。在外界的温度、应力或密度等物理量发生微小的变化时，光纤光栅传感器反射的激光束的波长将发生偏移，通过光纤光栅传感器解调系统对光纤光栅传感器反射的激光束的波长的偏移量进行解调运算，可以计算出外界的温度、应力或密度等微小变化。

参照图1，图1是现有光纤光栅传感器解调系统的结构框图。该光纤光栅传感器解调系统包括激光器11、光纤分路器15、光纤耦合器161、光纤耦合器162、光纤光栅传感器171、光纤光栅传感器172、光电探测器181、光电探测器182、放大电路19和计算机20。

激光器11包括控制模块111、激光源模块112、激光输出模块113和计数输出模块114。控制模块111发出控制信号到激光源模块112，激光源模块112根据控制信号产生激光束，并将激光束输出到激光输出模块113，激光输出模块113再将激光束经过调整处理后向外输出，供光纤光栅传感器使用。控制模块111发出控制信号的同时会发出一个脉冲信号到计数输出模块114，计数输出模块114接收到脉冲信号后向外输出计数信号。

光纤分路器15接收激光器11输出的激光束后将该激光束分成两束激光束，光纤耦合器161、162分别接收一束激光束后分别输出到光纤光栅传感器171、172，光纤光栅传感器171、172将特定波长的激光束反射到光纤耦合器161、162。光纤耦合器161、162分别将接收的反射激光束后输出到光电探测器181、182中，由于光电探测器181、182均为具有将光信号转化成电信号功能的器件，所以光电探测器181、182分别将各自接收到的反射激光束转化成电信号，放大电路19将接收的光电探测器181、182各自输出的电信号放大后输出到采样电路21，激光器11输出的计数信号到采样电路21，采样电路21利用计数信号对电信号进行数据采样，将采样到的采样数据输出到计算机20，计算机20再通过运算并显示波形图。

参照图2，图2为现有光纤光栅传感器解调系统中的激光器11输出的波形图。控制模块111在一个周期内发出多个控制信号，激光源模块112根据不同的控制信号会发出多个具有不同中心波长的激光束。如图2所示，激光器111在一个周期内输出中心波长为λ₁、λ₂、λ₃、λ₄、λ₅、λ₆、λ₇、λ₈……λ_n的n束激光束，与此同时，在控制模块111在每发出一个控制信号的同时会触发一个脉冲信号的上升沿。当激光输出模块113在一个周期内发射完前述的n束激光束后，控制模块111继而又将发出控制信号到激光源模块112，使得激光输出模块113在下一周期继续依次输出中心波长为λ₁、λ₂、λ₃、λ₄、λ₅、λ₆、λ₇、λ₈……λ_n的n束激光束，如此不断重复。而控制模块11则在每一周期每发出一个控制信号的同时触发一个脉冲信号的上升沿，最后在计数输出模块14输出如图2所示计数输出的1、2、3、4、5……n+1、n+2……计数脉冲。

光纤光栅传感器解调系统的工作原理如下：参照图3，图3为现有光纤光栅传感器解调系统中的计算机20显示的波形图。激光器111在每一个周期都会依次输出中心波长为λ₁、λ₂、λ₃、λ₄、λ₅、λ₆、λ₇、λ₈……λ_n的n束激光束进行波长扫描，该激光束依次通过光纤分光器和光纤耦合器到达光纤光栅传感器。