[實用新型]基于三光纖光柵編碼的鐵路隧道安全監測系統

無效

• 申請號: 201120008563.7
• 申請日: 2011-01-13
• 公開（公告）號: CN202033128U
• 公開（公告）日: 2011-11-09
• 發明（設計）人: 周倩;寧提綱;李晶;溫曉東;胡旭東;劉艷;任文華
• 申請（專利權）人: 北京交通大學
• 主分類號: G01K11/32
• 分類號: G01K11/32
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術領域

本實用新型涉及基于反射率編碼式光纖光柵防火監測系統，適用于光纖傳感技術、民用工程、軌道交通等領域。

背景技術

近年來，傳感器在朝著靈敏、精確、適應性強、小巧和智能化的方向發展。在這一過程中，光纖傳感器這個傳感器家族的新成員倍受青睞。光纖具有很多優異的性能，例如：抗電磁干擾和原子輻射的性能，徑細、質軟、重量輕的機械性能；絕緣、無感應的電氣性能；耐水、耐高溫、耐腐蝕的化學性能等，因而光纖傳感器比其他傳感器有著更廣泛的應用。目前，應用最廣泛的是分布式光纖傳感系統，而這些分布式光纖傳感系統采用的傳感技術主要是基于拉曼散射的分布式傳感和基于布里淵散射的分布式傳感。但是，這些傳感技術信號的接受比較困難，測量時間比較長，信號的處理非常復雜，系統的整體造價也比較昂貴。

光纖光柵傳感器除了具有光纖傳感器的許多優點外，還有一些明顯優于其他光纖傳感器的地方。它是作為一種光譜分離與光波長選擇的器件，信號不受彎曲損耗、連接損耗、光源起伏和探測器老化等因素的影響；避免了干涉型光纖傳感器相位測量模糊不清等問題；可同時得到幾個測量目標的信息，并可實現準分布式測量。由于實際應用中大范圍、大監測距離的需要，往往需要大容量的監測系統。傳統的光纖光柵傳感監測系統是利用單個光纖光柵作為傳感頭，由于光源帶寬的限制，這樣使得整個傳感系統所能串聯的傳感頭有限，并不能滿足實際應用的需要。大容量編碼式光纖光柵傳感監測系統，CN200310111529.2提出了一種大容量光纖光柵傳感監測系統，但是其傳感光纖光柵陣列中單光柵的波長均不相同，制作起來相對麻煩；測量范圍越大，所需要的傳感頭數量越多，其編碼方式也相對越復雜；采用了兩個光源、兩個Y型分路器、兩個解調器，系統的整體造價比較昂貴。

實用新型內容

本實用新型所要解決的技術問題是提供一種簡單、方便實用、廉價的基于三光纖光柵編碼的鐵路隧道安全監測系統。

本實用新型的技術方案：

一種基于三光纖光柵編碼的鐵路隧道安全監測系統，該系統的寬帶光源的輸出接三端口耦合器的第一端口，三端口耦合器的第二端口接傳感光纖光柵陣列，三端口耦合器的第三端口接陣列波導光柵的輸入端。

陣列波導光柵的輸出端分別接第一光電探測器的輸入端、第二光電探測器的輸入端、第三光電探測器的輸入端。

第一光電探測器的輸出端、第二光電探測器的輸出端、第三光電探測器輸出端分別接信號處理模塊的輸入端，信號處理模塊接計算機。

傳感光纖光柵陣列由第一傳感頭、第二傳感頭、......、第n傳感頭串聯連接組成，n≥1；每個傳感頭由3個中心波長不同的光纖光柵組成。

所述的第一至第n傳感頭上的光纖光柵的中心波長一致，每一個傳感頭上的三個光纖光柵的反射率不同或相同；第一至第n傳感頭中，任意兩個傳感頭中的三個個光纖光柵的反射率不完全相同。

所述的每個傳感頭中三個光纖光柵的反射率取值個數為m個時，傳感頭的數量為n＝m³。

本實用新型的有益效果：本實用新型提出的基于三光纖光柵編碼的鐵路隧道安全監測系統，結構簡單，易于實現；只需要光電探測器可以判斷出哪個測量點附近發生了危險，不需要高昂的解調設備，價格便宜，性價比高；采用三光纖光柵制作傳感頭，各個傳感頭對應的光纖光柵中心波長一致、反射率不同，增大了傳感系統的容量，能實現長距離、大范圍的監測。

附圖說明

圖1基于三光纖光柵編碼的鐵路隧道安全監測系統示意圖。

具體實施方式

下面結合附圖對本實用新型作進一步描述。

實施例一，本實施例結合附圖1進行詳細說明。

一種基于三光纖光柵編碼的鐵路隧道安全監測系統，該系統的寬帶光源1的輸出接三端口耦合器的第一端口21，三端口耦合器的第二端口22接傳感光纖光柵陣列3，三端口耦合器的第三端口23接陣列波導光柵4的輸入端。

陣列波導光柵4的輸出端分別接第一光電探測器51的輸入端、第二光電探測器52的輸入端、第三光電探測器53的輸入端。

第一光電探測器51的輸出端、第二光電探測器52的輸出端、第三光電探測器53輸出端分別接信號處理模塊6的輸入端，信號處理模塊6接計算機7。

傳感光纖光柵陣列3由第一傳感頭31、第二傳感頭32、......、第八傳感頭38串聯連接組成；每個傳感頭由三個中心波長不同的光纖光柵組成。