[發明專利]一種相干涉光信號的共模分量系數消除裝置

有效

• 申請號: 200910051597.1
• 申請日: 2009-05-20
• 公開（公告）號: CN101893452A
• 公開（公告）日: 2010-11-24
• 發明（設計）人: 張大成;劉亮;周正仙;皋魏;席剛;仝芳軒
• 申請（專利權）人: 上海華魏光纖傳感技術有限公司
• 主分類號: G01D5/26
• 分類號: G01D5/26;G01H9/00
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術領域

本發明涉及光纖振動傳感技術，尤其涉及一種相干涉光信號的共模分量系數消除裝置。

背景技術

光在光纖振動傳感領域一般采用的干涉儀中選用的3x3耦合器把探測光纖中的反射光干涉后分出兩路對稱的光，再經光電轉換器轉換為電壓信號，之后提取出有用的信號。這兩路光信號中包含著共模分量和差分分量。在實際應用中，所述差分分量是實際有用的信號?，F有技術中，對每一路光信號進行光電放大再做減法運算，進而得到差分信號，如下圖1所示。

這在多數情況下都是可行的，通過上述差動運算器可以把共模分量(公式“U＝A-b”中的“A”)消除掉，得到與光纖某處振動信號相關的差模信號2b。

然而，在實際應用中，熔接節點損耗、接頭衰減特別是在野外應用中光纖所受的壓力、應力溫度等環境指數都不盡相同，這都會導致輸入到光電探測器的兩路的共模分量系數不一致。這樣在實際應用中就會使輸出信號出現整體漂移，甚至出現差動放大電路的輸出飽和。

發明內容

本發明所要解決的技術問題是：提供一種相干涉光信號的共模分量系數消除裝置，可使振動傳感技術中提取差模信號的精度更準確。

為解決上述技術問題，本發明采用如下技術方案：

一種相干涉光信號的共模分量系數消除裝置，包括相干涉光信號光路和檢測與調節接口。所述的光路包括干涉儀的兩路反射光，經探測器1和探測器2獲取所述第一光信號和第二光信號的電壓信號，所述第一電壓信號和第二電壓信號又經各放大電路1和放大電路2放大后，輸出給差動放大電路最后得到有用的差模信號。

所述的放大電路1、放大電路2與所述差動放大電路之間設置檢測與調節接口的兩個采集線，其特征在于，通過兩個采集信號線在檢測與調節接口處可以檢測兩個電壓信號的波形，然后根據檢測波形的共模分量和差量分量對所述電壓信號進行調節。

所述的放大電路1與所述差動放大電路之間設置程控放大或衰減器，其控制端連接到檢測與調節接口，檢測與調節接口可以調節其放大或衰減第一電壓信號的倍數。

本發明首先提取兩路光電通路中的電壓信號的共模分量，通過檢測與調節接口檢測所述共模分量，再根據檢測結果通過所述程控放大或衰減器對電壓信號進行調節，進而消除共模分量系數。之后，通過差動放大電路所獲得大的電壓信號的差模分量準確度更高。

附圖說明

圖1為現有相干涉光信號差模分量提取裝置的示意圖。

圖2為本發明的共模信號系數消除裝置的示意圖。

具體實施方式

下面結合附圖詳細說明本發明的優選實施例。

如圖2示出了根據本發明較佳實施例的共模信號系數消除裝置。包括第一光電通路和第二光電通路。第一光電通路包括光電探測器1以及放大電路1。類似地，第二光電通路包括光電探測器2以及放大電路2。

光電探測器1以及光電探測器2分別探測干涉儀傳出的兩路相關聯光轉換成相關聯的包括差模分量和共模分量的電壓信號。本實施例中，設光電探測器1測得的第一電壓信號為U₁＝μ(A-b)，而光電探測器202測得的第二電壓信號為U₂＝A+b，其中A為光信號中的共模分量，b為光信號的差模分量。由于A為共模分量，b為差模分量，因此，兩路光信號的共模分量A相同，而差模分量b大小相等，相位相差為固定值(例如選用1*n等分耦合器相位相差2π/n)。此外共模信號系數μ表示由裝置自身和環境引起的誤差，例如熔接節點損耗、接頭衰減，特別是在野外應用中光纖所受的壓力、應力溫度等，造成的光信號的誤差。

所述放大電路1與差動放大器之間連接程控衰減或放大器及檢測與調節接口的一個檢測輸入端，用以通過示波器檢測第一電壓信號的波形。

所述檢測與調節接口的另一檢測輸入端設置在放大電路2與差動放大器之間，用以通過示波器檢測第二電壓信號的波形。若檢測的第一與第二電壓信號的波形共模分量不同，則通過檢測與調節接口調節程控與衰減放大器把第一與第二電壓信號的波形共模分量調節一致。

由此，傳到放大電路的第一電壓信號以及第二電壓信號為兩個共模分量無差異的電壓信號。差動放大電路對經放大的所述兩個無差異的電壓信號進行減法運算，從而得到其中準確的差模信號，達到消除共模信號系數的功能。

上述實施例具有如下優點。

1、可對光電通路上的電壓信號進行調節，更準確的消除共模信號系數。

2、可以通過所述通訊輸出端口輸出診斷信息，確保共模信號系數消除裝置的穩定性。

這里本發明的描述和應用是說明性的，并非想將本發明的范圍限制在上述實施例中。這里所披露的實施例的變形和改變是可能的，對于那些本領域的普通技術人員來說實施例的替換和等效的各種部件是公知的。本領域技術人員應該清楚的是，在不脫離本發明的精神或本質特征的情況下，本發明可以以其他形式、結構、布置、比例，以及用其他元件、材料和部件來實現。在不脫離本發明范圍和精神的情況下，可以對這里所披露的實施例進行其他變形和改變。