[发明专利]一种用于航天器应变监测的大容量超高速光纤传感装置

摘要

本发明公开了一种用于航天器应变监测的大容量超高速光纤传感装置，解决了“单根光纤传感器数目多”和“超快解调速率”同时具备的技术难题；构造的新型传感架构，采用“密集型分波技术”和“低反射率光栅交替使用技术”提升单根光纤上传感器的容量，单根光纤传感器数目过千，满足航天器大容量光纤传感大面阵探测的需求；通过非机械强度调节原理的方法实现航天器光纤传感的超高速解调，相关研究将实现现有产品的升级换代，带来巨大的市场价值。

主权项

1.一种光纤传感装置，其特征在于，包括C波段+L波段连续宽带光源、电光调制器EOM、环形器、40组光纤传感器、密集型波分器、电压比例模块、波长还原模块以及应变获取模块；所述C波段+L波段连续宽带光源波长范围为1520nm‑1610nm；所述电光调制器EOM将C波段+L波段连续宽带光源发出的连续光信号调制成周期为10μs、脉宽为10ns的脉冲光信号；所述40组光纤传感器中每组均包括25个不同中心波长的光栅；40组光纤传感器的组间选用50米的延时光纤连接；所述电光调制器EOM发出的脉冲光信号经过环形器，入射到各组光纤传感器中；各光纤传感器反射的光信号经环形器送入到所述密集型波分器；各组间的延时光纤用于延迟脉冲光信号进入各组光纤传感器的时间；密集型波分器按照所述25个不同中心波长，将光纤传感器的反射光分成25个波段；所述电压比例模块有25个，分别对应接收密集型波分器将光栅反射光分成的25个波段；每个电压比例模块均包括耦合器、第一光电探测器PD1‑1、F‑P光强滤波器、第二光电探测器PD1‑2以及除法器；各F‑P光强滤波器的通带带宽与所在电压比例模块接收的密集型波分器输出的波段对应；所述耦合器将所在电压比例模块从密集型波分器接收的一路光信号1:1分成两路光；所述第一光电探测器PD1‑1将其中一路光变成电压信号VG1后送入所述除法器；所述F‑P光强滤波器对耦合器分出的另一路光信号进行滤波后，第二光电探测器PD1‑2将其变成电压信号VF1后送入所述除法器；所述除法器接收电压信号VG1和电压信号VF1，对VG1和VF1进行除法运算，获得比值VF1/VG1；所述波长还原模块中存储有事先通过标定试验建立的比值VF1/VG1与波长一一对应关系的数据库；通过接收各除法器输出的比值VF1/VG1，在数据库中进行对比后，获得该比值VF1/VG1对应的波长，由此得到对应的波长值；所述应变获取模块接收各个电压比例模块发送的波长值信息，得到应变值。