[发明专利]一种基于多传感模块协作的FBG传感器系统

说明书

技术领域

本发明涉及传感网络系统，特别涉及一种基于多传感模块协作的FBG传感系统。

背景技术

通常，工程应用中，FBG传感器网络广泛应用于桥梁、管道、航天等领域。实际应用中，传感光纤会发生如果故障，将会造成网络中部分完好FBG传感器的信号不能被计算机接收到。面对日益复杂的FBG传感器网络，提高系统的可靠性变得越来越重要。专利CN101917230A提出的“一种大容量的可自愈光纤传感网”利用光开关将传感支路与备用传感支路简单并联，解决了传感支路上单个故障点的问题，在一定程度上能解决由于传感光纤发生故障产生的FBG不能被计算机检测到的问题，但不能解决传感支路上多个故障点或者备用传感支路发生故障的传感问题，即需要一种较有效传感网络设计，使得传感网络可靠性更高。

因此，需要一种能有效地传感器解决上述问题。

发明内容

本发明的目的在于提供一种基于多传感模块协作的FBG传感系统包括：宽带光源、耦合器、1×N光开关、解调仪、计算机和传感网络，其中，所述宽带光源连接所述耦合器，所述耦合器通过所述1×N光开关连接所述传感网络，所述传感网络包括多个FBG传感模块和多个2×2光开关，所述FBG传感模块前端采用传感光纤与所述1×N光开关相连，所述FBG传感模块由2个1×2光开关和2个FBG线形阵列组成，所述1个1×2光开关和所述1个FBG线形阵列串联形成串联束，所述另1个1×2光开关与另1个FBG线形阵列串联束；2个所述串联束并联形成所述FBG传感模块；所述FBG线形阵列包括2条传感支路，所述每条传感支路上串联多个FBG传感器，所述2条传感支路的前端分别连接所述1×2光开关，所述2条传感支路的末端连接所述2×2光开关；所述宽带光源输出的光经过所述耦合器后通过所述1×N光开关后，一部分光经过所述1×N光开关进行传感扩数，反射光由所述解调仪接收，处理后传感数据在所述计算机上分析处理，如果传感光纤发生故障，则所述计算机就接收不到部分传感器返回的数据，根据传感器反馈信息，计算机控制光开关状态的切换，当传感网络发生故障时，通过综合调节所述1×2光开关和所述2×2光开关，选择其他传感路径，恢复所述传感器系统的传感功能。

优选的，所述FBG传感模块所串传感器数目由宽带光源波段范围决定。

优选的，所述FBG传感模块包括2组FBG线形阵列，分别为第一FBG线形阵列和第二FBG线形阵列，所述第一FBG线形阵列包括第一传感支路和第二传感支路，所述第二FBG线形阵列包括第三传感支路和第四传感支路。

优选的，所述传感模块内部发生故障，所述计算机发送指令控制所述光开关驱动，控制光开关状态，使所述2×2光开关保持原有状态，所述2组1×2光开关不间断在所述第一传感支路和所述第二传感支路与所述第三传感支路和所述第四传感支路间切换。

优选的，所述传感模块间发生故障，所述计算机发送指令控制2×2光开关切换状态，将所述第一传感支路和所述第三传感支路，所述第二传感支路和所述第四传感支路交叉连接，分别与两组1×2光开关构成通路。

应当理解，前述大体的描述和后续详尽的描述均为示例性说明和解释，并不应当用作对本发明所要求保护内容的限制。

附图说明

参考随附的附图，本发明更多的目的、功能和优点将通过本发明实施方式的如下描述得以阐明，其中：

图1示出了一种基于多传感模块协作的FBG传感器系统的结构示意图。

图2示出了FBG传感模块的结构示意图。

图3示出了相邻传感模块的正常工作示意图。

图4示出了本发明的FBG传感系统的传感模块内各自解决故障问题的原理示意图。

图5示出了FBG传感系统的传感网络模块之间协作解决故障问题的原理示意图。

图6示出了本发明设计的基于多传感单元体协作的FBG传感模块布局优化图。

具体实施方式

通过参考示范性实施例，本发明的目的和功能以及用于实现这些目的和功能的方法将得以阐明。然而，本发明并不受限于以下所公开的示范性实施例；可以通过不同形式来对其加以实现。说明书的实质仅仅是帮助相关领域技术人员综合理解本发明的具体细节。

在下文中，将参考附图描述本发明的实施例。在附图中，相同的附图标记代表相同或类似的部件，或者相同或类似的步骤。

图1示出了一种基于多传感模块协作的FBG传感器系统的结构示意图。如图1所示，