[發明專利]基于非均勻光譜的光強解調系統及方法

無效

• 申請號: 201210349184.3
• 申請日: 2012-09-19
• 公開（公告）號: CN102914356A
• 公開（公告）日: 2013-02-06
• 發明（設計）人: 董雷;印新達;熊巖
• 申請（專利權）人: 武漢理工光科股份有限公司
• 主分類號: G01H9/00
• 分類號: G01H9/00
• 代理公司: 湖北武漢永嘉專利代理有限公司 42102
• 代理人: 唐萬榮

技術領域

本發明涉及光纖傳感領域，尤其涉及一種基于非均勻光譜的光強解調系統及方法。

背景技術

自1989年Morey首次報道將光纖光柵用作傳感以來，因其具有可靠性高、抗電磁干擾、抗腐蝕，能實現準分布式測量的優點而日益得到重視，并在石油石化、電力交通、結構安全、航空水利、周界安防等領域實現廣泛的應用。但光纖光柵作為傳感應用均是作為波長解調型，即利用光纖光柵中心反射波長的偏移量與周圍環境溫度和應變變化的對應關系，運用光譜儀檢測法、可調諧濾波器法、可調諧光源法、匹配光柵濾波法等方式實時解調波長，并換算出待測物理量。上述方式適用于精確傳感測量領域，但價格昂貴。

發明內容

本發明要解決的技術問題在于針對現有技術中適用于精確傳感測量領域的實時解調波長并換算出待測物理量的方法，其價格昂貴的缺陷，提供一種價格低廉、結構簡單的基于非均勻光譜的光強解調系統及方法。

本發明解決其技術問題所采用的技術方案是：

提供一種基于非均勻光譜的光強解調系統，包括光纖光柵振動傳感器、光纖光柵光強解調型主機和信號分析系統，其中，

所述光纖光柵光強解調型主機包括用于輸出非均勻光譜的光源、光分路器、光電信號轉換器和采集裝置；

所述光分路器，與所述光源、多個光纖光柵振動傳感器以及光電信號轉換器連接；所述光源發出的光經過所述光分路器進入所述光纖光柵振動傳感器；

所述光纖光柵振動傳感器，用于響應外界的振動信號，產生響應光信號；所述光信號經所述光纖光柵振動傳感器反射后，再經過所述光分路器進入所述光電信號轉換器中；

所述光電信號轉換器，用于將光信號轉換為電信號；

所述采集裝置，用于采集所述電信號中振動信號的幅度和頻率。

所述信號分析系統，用于獲取所述光纖光柵光強解調型主機采集的振動信號的幅度和頻率，并對其進行分析和識別。

本發明所述的光強解調系統中，該光強解調系統還包括管理平臺，與所述信號分析系統連接，用于獲取所述信號分析系統上傳的分析數據并進行分析結果展示。

本發明所述的光強解調系統中，所述光源為半導體超輻射發光二極管或者放大自激輻射光源。

本發明解決其技術問題所采用的另一技術方案是：

提供一種基于非均勻光譜的光強解調方法，包括以下步驟：

光纖光柵振動傳感器通過具有非均勻光譜的入射光響應外界的振動信號，產生響應光信號；

光纖光柵光強解調型主機接收所述光纖光柵振動傳感器的響應光信號，將其轉換為電信號；

光纖光柵光強解調型主機采集該電信號中振動信號的幅度和頻率；

信號分析系統獲取所述光纖光柵光強解調型主機采集的振動信號的幅度和頻率，并對其進行分析和識別。

本發明所述的光強解調方法中，還包括以下步驟：

所述信號分析系統上傳分析數據給管理平臺，以進行分析結果展示。

本發明產生的有益效果是：本發明基于非均勻光譜的光強解調系統通過光纖光柵光強解調型主機采用可輸出非均勻光譜的光源，光源發出的光經過光分路器進入光纖光柵振動傳感器，將光纖光柵振動傳感器的響應光信號轉換為電信號，并采集該電信號中振動信號的幅度和頻率并對其進行分析，從而識別出振動源。本發明系統構造簡單，價格低廉，可以實現對不同振動信號特征的科學分析，在對入侵行為進行有效判斷的同時可科學地過濾非入侵振動行為，如風雨等。

附圖說明

下面將結合附圖及實施例對本發明作進一步說明，附圖中：

圖1是本發明實施例基于非均勻光譜的光強解調系統的結構示意圖；

圖2是本發明實施例光纖光柵光強解調型主機的結構示意圖；

圖3是本發明實施例單次敲擊振動傳感器的光強信號示意圖；

圖4是本發明實施例基于非均勻光譜的光強解調方法的流程圖；

圖5是本發明實施例光源的非均勻輸出譜線圖。

具體實施方式

為了使本發明的目的、技術方案及優點更加清楚明白，以下結合附圖及實施例，對本發明進行進一步詳細說明。應當理解，此處所描述的具體實施例僅用以解釋本發明，并不用于限定本發明。

如圖1所示，本發明實施例基于非均勻光譜的光強解調系統，包括多個光纖光柵振動傳感器10a、10b……10n（可以根據需要設置傳感器的個數）、光纖光柵光強解調型主機20和信號分析系統30。