[發明專利]一種時分復用的光纖傳感方法及其裝置

有效

• 申請號: 200910071302.7
• 申請日: 2009-01-19
• 公開（公告）號: CN101476900A
• 公開（公告）日: 2009-07-08
• 發明（設計）人: 冷勁松;劉彥菊;代勇波
• 申請（專利權）人: 冷勁松
• 主分類號: G01D5/26
• 分類號: G01D5/26
• 代理公司: 哈爾濱市松花江專利商標事務所
• 代理人: 牟永林

技術領域

本發明涉及一種光纖傳感裝置，具體涉及一種可以提高單光纖連接光纖傳感器數量的傳感裝置。

背景技術

光纖傳感器是采用光纖光柵作為敏感元件的功能型光纖傳感器，可以對溫度、應變等物理量進行測量。它與傳統傳感器相比，具有重量輕、抗電磁干擾、耐腐蝕等優點。除此之外，由于采用波長作為傳感信號編碼，可以組建光纖傳感網絡，傳感器精度高、易于集成。因此，光纖傳感技術成為目前國內外研究的熱點。現在這類傳感技術研究的關鍵問題就是如何設計出精度高、成本低、易于使用的解調系統。目前應用較廣泛的光纖解調技術是基于波分復用的光纖傳感解調系統，此技術已經十分成熟，但是由于采用波分復用技術，傳感器數量受系統波長的帶寬限制，而且每個光纖光柵傳感器使用不同的中心波長，波長解調設備復雜，價格較高，因此，如何降低價格和增加解調儀器的性能成為推廣光纖傳感技術的一個關鍵問題。

發明內容

本發明的目的是提供一種時分復用的光纖傳感裝置，以克服已有基于波分復用的光纖傳感解調技術由于每個光纖傳感器使用不同的中心波長，波長解調設備復雜和系統受帶寬限制所能設置的光纖傳感器數量少的缺陷。

它的裝置包括：半導體光放大器、脈沖信號發生器、波長測量模塊、光纖環和多個傳感器，所述多個傳感器通過一根光纖串聯在一起，位于始端的傳感器G1連通在光纖環的一端上，光纖環的另一端連通在半導體光放大器的反射信號輸入端上，半導體光放大器的放大信號輸出端連通在波長測量模塊的輸入端上，半導體光放大器的受控端連接在脈沖信號發生器的輸出端上，所述多個傳感器是低反射率的光纖光柵傳感器且中心波長相同，本裝置還包括一號耦合器和二號耦合器，二號耦合器為20:80耦合器，波長測量模塊與二號耦合器的20％分光端相連通，二號耦合器的80％分光端與一號耦合器的一個分光端相連通，一號耦合器的另一個分光端與半導體光放大器的反射信號輸入端相連通，一號耦合器的另一端與光纖環的一端相連通，二號耦合器的另一端與半導體光放大器的放大信號輸出端相連通。

本發明的裝置的另一種結構包括：半導體光放大器、脈沖信號發生器、波長測量模塊、光纖環和多個傳感器，所述多個傳感器通過一根光纖串聯在一起，位于始端的傳感器連通在光纖環的一端上，光纖環的另一端連通在半導體光放大器的反射信號輸入端上，半導體光放大器的放大信號輸出端連通在波長測量模塊的輸入端上，半導體光放大器的受控端連接在脈沖信號發生器的輸出端上，所述多個傳感器是低反射率的光纖光柵傳感器且中心波長相同，它還包括光學反射器件和耦合器，耦合器為20:80的耦合器，耦合器的一端連通半導體光放大器的放大信號輸出端，耦合器的20％分光端連通波長測量模塊的輸入端，耦合器的80％分光端連通光學反射器件。

本發明的裝置還有一種結構，它包括：半導體光放大器、脈沖信號發生器、波長測量模塊、光纖環和多個傳感器，所述多個傳感器通過一根光纖串聯在一起，位于始端的傳感器連通在光纖環的一端上，光纖環的另一端連通在半導體光放大器的反射信號輸入端上，半導體光放大器的放大信號輸出端連通在波長測量模塊的輸入端上，半導體光放大器的受控端連接在脈沖信號發生器的輸出端上，所述多個傳感器是低反射率的光纖光柵傳感器且中心波長相同，它還包括：三號耦合器和四號耦合器，四號耦合器為自身的兩分光端相連所構成的反射鏡，三號耦合器為20:80的耦合器，三號耦合器的一端連通半導體光放大器的放大信號輸出端，三號耦合器的20％分光端連通波長測量模塊的輸入端，三號耦合器的80％分光端連通四號耦合器的另一端。

本發明使用時分復用技術，其實現方法為使用開關型半導體光放大器作為光開關，用脈沖信號控制半導體光放大器的導通與截止，從而有選擇的使來自傳感器的信號通過光放大器。調整開關時間間隔，從而實現了傳感器的尋址。本發明采用時分復用技術，使用相同中心波長的傳感器組成傳感器陣列，傳感器數量不受波長和系統帶寬的限制，因此可以大量增加傳感器數量。另外由于只需要對單波長的光信號進行測量，大大簡化了波長解調設備的結構，降低了解調儀器價格。由此可見，本發明提供的裝置具有簡單、易于實現和成本低廉的優點，可以廣泛應用到光纖傳感領域。

附圖說明

圖1是本發明的結構示意圖，圖2是本發明方法的原理示意圖，圖3是具體實施方式三的結構示意圖，圖4是具體實施方式五的結構示意圖。

具體實施方式