[發明專利]基于光譜型光纖傳感器的大容量可自愈光纖傳感網的實現裝置及實現方法

有效

• 申請號: 201010163515.5
• 申請日: 2010-05-06
• 公開（公告）號: CN101867506A
• 公開（公告）日: 2010-10-20
• 發明（設計）人: 張紅霞;溫國強;賈大功;葉雯婷;劉鐵根;張以謨
• 申請（專利權）人: 天津大學
• 主分類號: H04L12/28
• 分類號: H04L12/28;H04B10/12;H04B10/17;H04B10/20;H04L12/42;H04J3/08
• 代理公司: 天津佳盟知識產權代理有限公司 12002
• 代理人: 侯力

1.一種基于光譜型光纖傳感器的大容量可自愈光纖傳感網的實現裝置，其特征在于該裝置包括光源，從光源發出的光經耦合器分別與n層傳感子網相連接，Maxn＝光源的總能量/每層傳感子網所需的能量，每層傳感子網由k個傳感器構成，Maxk＝光源的總譜寬/掃描分辨率；每層傳感子網輸出的多個波長的信息通過多波長變換器轉換后，經過工作光纖輸入到波分復用器中，經波分復用后在同一個光纖中傳輸，最后經過接收解調器輸入到計算機。

2.根據權利要求1所述的裝置，其特征在于與每層傳感子網連接的多波長變換器和波分復用器之間各加設有一根備用光纖。

3.根據權利要求2所述的裝置，其特征在于相鄰的兩個傳感子網之間各加設一個交叉連接器。

4.根據權利要求1至3中任一項所述的裝置，其特征在于所述光纖傳感網由n層傳感子網構成，Maxn＝光源的總能量/每層傳感子網所需的能量，每層傳感子網可以以不同的拓撲結構復用數目不同的傳感器，若每層傳感器數目都為k，Maxk＝光源的總譜寬/掃描分辨率，則整個網絡傳感器的數目為n*k，這就極大的擴展了傳感網的容量。

5.根據權利要求1至4中任一項所述的裝置，其特征在于所述的各傳感子網是由一組結構獨立的光纖傳感器所構成，傳感子網可以是環形、星形、樹形或總線型；所述的光纖傳感器可以是光譜型光纖傳感器、光纖光柵傳感器、Raman光纖傳感器、布里淵光纖傳感器、光子晶體光纖傳感器或生物化學傳感器，被測對象可以是溫度、應力、振動、位移、轉動、電磁場、化學量或生物量。

6.一種基于光譜型光纖傳感器的大容量可自愈光纖傳感網的實現方法，采用權利要求1所述的基于光譜型光纖傳感器的大容量可自愈光纖傳感網的實現裝置進行檢測，其特征在于：該方法至少包含以下步驟：

(1)將光纖傳感網布置于被監測目標上，系統采用寬光譜可調諧光源，并且把光譜分成m段，Maxm＝光源的總譜寬/掃描分辨率，m段同時掃描，光源發出的光束經耦合器后，被均分到各傳感子網；

(2)獲取被測信號：光纖傳感器實時的感知外界環境的變化，實現對被監測目標的監測，獲得被監測目標的實時信號；

(3)第2步獲得的信號是以波分復用的形式進行傳輸的，將該波分復用信號經光纖傳輸至波長轉換器進行波長變換，從而進行時分復用，得到時分復用信號；

(4)將第3步波長變換后的不同層的時分復用信號經工作光纖傳輸至波分復用器，進行波分復用；當工作光纖發生故障時，啟用備用光纖傳輸所述的時分復用信號，當工作光纖和備用光纖同時發生故障時啟用光交叉連接器，將所述的時分復用信號交換到相鄰的傳感子網中，使用相鄰傳感子網的光纖進行傳輸，因此具有生存性保證；

(5)將第4步波分復用后的信號傳輸至接收解調裝置后進行解調，并且把該信號轉化為數字信號；

(6)將第5步轉化后的數字信號經光纖傳輸至計算機進行分析計算，并將結果顯示出來或以聲音報警的方式告知監測者，以便監測者采取措施解決當前出現的問題；或者計算機根據當前被監測目標的狀態，發出控制指令。