[實用新型]一種光纖光柵傳感裝置

有效

• 申請號: 201220516123.7
• 申請日: 2012-10-09
• 公開（公告）號: CN202836592U
• 公開（公告）日: 2013-03-27
• 發明（設計）人: 代勇波;苗強
• 申請（專利權）人: 成都阜特科技股份有限公司
• 主分類號: G01D5/36
• 分類號: G01D5/36
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術領域

本實用新型涉及一種大容量低成本的光纖光柵傳感系統。?

背景技術

光纖光柵傳感器是利用光纖纖芯材料的光敏特性，通過紫外光照射在纖芯形成折射率成周期分布的結構，在滿足相位匹配的條件下，共振波長模式之間發生耦合從而產生波長選擇性。光纖光柵的共振波長受溫度和應變等外部環境的影響，因此它可以作為傳感器通過波長變化感知外部環境參數變化，實現各種參數的測量。除了具有普通光纖傳感器具有的重量輕、不受電磁干擾、靈敏度高、抗腐蝕等優點外，它還具有容易組網測量、大容量復用、波長解調等特點。?

光纖光柵復用技術是構建光纖傳感網絡的基礎，常見的光纖光柵復用技術有波分復用(WDM)、時分復用(TDM)、空分復用(SDM)以及它們的混合復用技術。目前這些復用技術存在構成傳感系統的成本相對較高，系統容量有限，操作不方便等問題。光纖傳感技術今后發展方向是低成本、高性能、大容量和網絡化，因此增加系統復用傳感器容量和降低光纖傳感系統成本具有重大意義。?

波分復用：各傳感器占用一定的光譜范圍，工作波長互不重疊，傳感器的識別是根據波長范圍來判斷。波分復用技術復用的傳感器數量由測量點的動態范圍和光源帶寬決定，常見的寬帶光源帶寬為40~60nm，有限的光源帶寬限制傳感器的數量，通常單個光纖上能實現15~20個傳感器的復用。優點：傳感器信噪比高；缺點：復用數量較少，傳感器動態范圍小，成本較高。?

時分復用：此技術采用脈沖光源，各傳感器工作在相同的波長范圍，傳感器的識別是依靠反射回信號的時間間隔。只需一個掩模板制作相同周期的低反射率光柵，傳感器反射信號微弱。傳感器數量不受光源帶寬限制，每個傳感器均可使用整個光源帶寬。由于各傳感器波長相同，因此會對其余傳感器的信號部分反射而產生信號衰減，傳感器越多，光信號衰減也越快。優點：成本較低，復用容量大，傳感器動態范圍大；缺點：傳感器信噪比低。?

空分復用：需要光開關切換通道，實現不同傳感器陣列選擇，由于光開關存在插入損耗，空分復用級聯層次越多插入損耗越大，通道間的尋址時越長，系統配置復雜。優點：信噪比較高；缺點：系統復雜，成本較高。?

目前光纖光柵傳感系統主要以波分復用技術為主，最具代表性的是Micron?Optics公司的光纖光柵傳感系統，該系統采用波分復用技術與可調諧激光光源實現多通道的同時掃描，由于采用波分復用技術，每個通道傳感器的數量和動態范圍受光源帶寬限制，在大容量光纖傳感應用場合，需要多臺系統同時工作或者采用光開關實現通道擴展，這種增加容量的方法導致傳感系統過于復雜和昂貴。因此，結合各種復用技術的優點，構造具備系統結構簡單、性能可靠、復用容量大的光纖傳感系統是降低系統成本，推廣光纖傳感技術在各領域應用的關鍵。?

實用新型內容

本實用新型的目的是提供一種低成本和大容量的光纖光柵傳感器的復用裝置，解決當前光纖光柵傳感系統成本較高，容量較小的問題。?

本實用新型一種光纖光柵傳感裝置包括一脈沖信號發生器、一波長測量模塊、一第一耦合器、光纖、至少一延時光纖及一傳感器陣列。該光纖光柵傳感裝置進一步包括一反射型半導體光放大器RSOA及一第二耦合器，所述第二耦合器連接在第一耦合器與延時光纖之間，所述傳感器陣列由多個傳感器組并聯在所述第二耦合器而成，每組傳感器內部由多個低反射率傳感器串聯而成，且每一傳感器組均通過一延時光纖與所述第二耦合器相互連接。?

綜上所述，該光纖光柵傳感裝置通過不同頻率的脈沖信號驅動反射型半導體光放大器與不同傳感構成共振腔，實現不同傳感器信號的讀取。它采用分時訪問傳感器的方式，解決了傳統光纖光柵波分復用技術傳感器數量受光源帶寬限制的問題。由于采用共振腔技術，傳感信號能夠在腔內被放大，因此解決了傳統時分復用技術傳感信號信噪比較低問題。結合時分復用與波分復用的混合復用技術，將傳感器進行分組，以并聯、串聯相互搭配的方式訪問傳感器組，大大增加了系統的傳感器復用容量。?

附圖說明

圖1為本實用新型一種光纖光柵傳感裝置的一結構示意圖。

圖2為本實用新型一種光纖光柵傳感裝置的一工作原理圖。?

圖?3為本實用新型一種光纖光柵傳感裝置的另一結構示意圖。?

具體實施方式

為詳細說明本實用新型的技術內容、構造特征、所達成目的及效果，以下茲例舉實施例并配合附圖詳予說明。?