[发明专利]基于FBG的无源阶梯型故障检测传感器系统

说明书

本发明公开基于FBG的无源阶梯型故障检测传感器系统，包括两个c波段掺铒光纤放大器EDFAsubgt;1/subgt;和EDFAsubgt;2/subgt;、一个3端口光循环器OC、一个1×2光开关OSW和一个光谱分析仪OSA，所述c波段掺铒光纤放大器EDFAsubgt;1/subgt;产生宽带放大自发发射ASE光源，光源发出的光依次通过光循环器OC和光开关OSW进入阶梯型多传感器结构；采用阶梯型结构构造FBG传感器网络系统，解决了传统FBG传感器网络系统无法检测两个以上故障位置的问题。将FBG传感器串接在各条FBG线路上之后，可利用多路复用及温度补偿技术，则各条FBG线路可以进行温度补偿下的多点应变测量，尤其是本方案中有多条FBG线路，从而可以实现具有多点故障检测能力的多线路多点应变测量。

技术领域

本发明涉及传感器技术领域，具体为基于FBG的无源阶梯型故障检测传感器系统。

背景技术

目前，光纤布拉格光栅(FBG)传感器已广泛应用于土木工程、航空航天、生物医学等领域。由于其固有的抗电磁干扰、重量轻、体积小等优点，FBG传感器也被用于通过监测波长的变化来测量温度、应变和压力的变化。

然而，FBG传感器非常脆弱，容易受到环境或人为因素的破坏。FBG传感器系统中常用的串联拓扑、树形拓扑和星形拓扑不能准确地识别故障位置，针对上述问题，发明人提出基于FBG的无源阶梯型故障检测传感器系统用于解决上述问题。

发明内容

为了解决现有的串联拓扑、树形拓扑和星型拓扑不能准确的识别故障位置以及其他的设计如半圆传感器网络和自修复的FBG传感网络无法检测超过两个以上的故障的问题；本发明的目的在于提供基于FBG的无源阶梯型故障检测传感器系统。

为解决上述技术问题，本发明采用如下技术方案：基于FBG的无源阶梯型故障检测传感器系统，包括两个c波段掺铒光纤放大器EDFA₁和EDFA₂、一个3端口光循环器OC、一个1×2光开关OSW和一个光谱分析仪OSA，所述c波段掺铒光纤放大器EDFA₁产生宽带放大自发发射ASE光源，光源发出的光依次通过光循环器OC和光开关OSW进入阶梯型多传感器结构，经过c波段掺铒光纤放大器EDFA₂的放大以增强信号强度后，在光谱分析仪OSA中观察到来自于FBG的反射光谱。

优选地，所述阶梯型多传感器结构包括多个光耦合器OCP和多个FBG。

优选地，所述光耦合器OCP的光纤线路为OCP线路，所述FBG的光纤线路称为FBG线路。

优选地，所述阶梯型多传感器结构使用6个1×250:50的OCP(OCP₁-OCP₆)和8个中心波长不同的FBG(FBG₁₁、FBG₁₂、FBG₁₃、FBG₁₄、FBG₂₁、FBG₂₂、FBG₂₃和FBG₂₄)，形成2条OCP线路和4条FBG线路。

与现有技术相比，本发明的有益效果在于：

本发明中，采用阶梯型结构构造传FBG感器网络系统，解决了传统FBG传感器网络系统无法检测两个以上故障位置的问题。将FBG传感器串接在各条FBG线路上之后，可利用多路复用及温度补偿技术，则各条FBG线路可以进行温度补偿下的多点应变测量，尤其是本方案中有多条FBG线路，从而可以实现具有多点故障检测能力的多线路多点应变测量。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。