[發(fā)明專(zhuān)利]一種嵌入式光纖光柵解調(diào)設(shè)備

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201410120464.6
• 申請(qǐng)日: 2014-03-27
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN103868536A
• 公開(kāi)（公告）日: 2014-06-18
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 卞賀明;唐才杰;王學(xué)鋒;崔留住
• 申請(qǐng)（專(zhuān)利權(quán)）人: 北京航天時(shí)代光電科技有限公司
• 主分類(lèi)號(hào): G01D5/38
• 分類(lèi)號(hào): G01D5/38
• 代理公司: 中國(guó)航天科技專(zhuān)利中心 11009
• 代理人: 安麗

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于光纖傳感器技術(shù)領(lǐng)域，具體地，涉及一種嵌入式光纖光柵解調(diào)設(shè)備。

背景技術(shù)

光纖光柵傳感器相對(duì)于現(xiàn)有的電類(lèi)傳感器，具有抗電磁干擾能力強(qiáng)，可靠性高、長(zhǎng)期穩(wěn)定性好、可多傳感器復(fù)用等優(yōu)勢(shì)。光纖光柵傳感器的這些獨(dú)特優(yōu)點(diǎn)使它近年來(lái)得到廣泛的關(guān)注和研究，在航天航空、工程結(jié)構(gòu)監(jiān)測(cè)、電力、石油化工、海洋、核能、醫(yī)學(xué)等多個(gè)領(lǐng)域都取得了重要的應(yīng)用。

目前，光纖光柵傳感器解調(diào)儀的解調(diào)技術(shù)方案主要有：（1）基于可調(diào)諧光纖F-P濾波器的解調(diào)技術(shù)方案；（2）基于衍射光柵和探測(cè)器陣列的解調(diào)技術(shù)方案?；诳烧{(diào)諧光纖F-P濾波器的光纖光柵傳感器解調(diào)方案可以獲得較高的測(cè)量精度，但是光纖F-P可調(diào)諧濾波器需要采用壓電陶瓷驅(qū)動(dòng)，存在驅(qū)動(dòng)電壓較高（36V）、有活動(dòng)部件、體積和功耗較大的缺點(diǎn)?；谘苌涔鈻藕吞綔y(cè)器陣列的光纖光柵傳感器解調(diào)儀為全固態(tài)，體積和功耗更小，但是，基于衍射光柵和探測(cè)器陣列的解調(diào)方案，測(cè)量精度較低。長(zhǎng)期工作時(shí)測(cè)量結(jié)果存在漂移。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明要解決的技術(shù)問(wèn)題是，針對(duì)上述現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種嵌入式光纖光柵解調(diào)設(shè)備，以實(shí)現(xiàn)對(duì)光纖光柵傳感器高穩(wěn)定、高精度、高速的解調(diào)。

本發(fā)明解決上述技術(shù)問(wèn)題采用的技術(shù)方案包括：

一種嵌入式光纖光柵解調(diào)設(shè)備，包括：寬帶光源、光纖耦合器、溫控光纖光柵、光開(kāi)關(guān)、光纖連接頭、光譜測(cè)量模塊、溫控裝置、以及光路控制及信號(hào)處理電路，其中，所述寬帶光源為所述光纖光柵解調(diào)設(shè)備提供光源；所述光纖耦合器對(duì)來(lái)自所述寬帶光源的光功率進(jìn)行分配，分別傳送給所述溫控光纖光柵和光開(kāi)關(guān)，所述溫控光纖光柵對(duì)來(lái)自所述光纖耦合器的光譜進(jìn)行衍射處理，并將處理后的固定波長(zhǎng)的光通過(guò)所述光纖耦合器的C端口反射給所述光纖耦合器；所述光開(kāi)關(guān)對(duì)來(lái)自所述光纖耦合器的光譜進(jìn)行通道間的分時(shí)復(fù)用處理，并將處理后的光譜傳輸給所述光纖連接頭，所述光纖連接頭進(jìn)一步將所述光譜傳輸給外部的帶有測(cè)量光纖光柵的光纜，所述帶有測(cè)量光纖光柵的光纜對(duì)光譜進(jìn)行衍射處理，并將處理后的特定波長(zhǎng)的光譜經(jīng)由所述光纖連接頭和所述光開(kāi)關(guān)、并通過(guò)所述光纖耦合器的D端口反射給所述光纖耦合器；所述光纖耦合器將通過(guò)所述C端口和D端口傳輸回的反射光譜通過(guò)其B端口傳輸給所述光譜測(cè)量模塊；所述光譜測(cè)量模塊對(duì)來(lái)自所述光纖耦合器的反射光譜進(jìn)行光電信號(hào)轉(zhuǎn)換，并將轉(zhuǎn)換后的電信號(hào)傳輸給所述光路控制及信號(hào)處理電路，所述光路控制及信號(hào)處理電路同時(shí)接收來(lái)自所述光譜測(cè)量模塊的溫度電信號(hào)，以便對(duì)所述光譜測(cè)量模塊的光譜電信號(hào)進(jìn)行溫度補(bǔ)償；所述光路控制及信號(hào)處理電路對(duì)接收自所述光譜測(cè)量模塊的電信號(hào)進(jìn)行解調(diào)處理，并將處理結(jié)果傳輸給外部設(shè)備；所述光路控制及信號(hào)處理電路根據(jù)采集自所述寬帶光源的熱敏電阻值對(duì)所述寬帶光源的輸出光功率和所述寬帶光源自身的溫度進(jìn)行控制；并且所述光路控制及信號(hào)處理電路對(duì)所述光譜測(cè)量模塊提供標(biāo)準(zhǔn)的參考電壓及邏輯控制信號(hào)；所述光路控制及信號(hào)處理電路還對(duì)所述光開(kāi)關(guān)光通道的切換進(jìn)行控制；以及所述溫控裝置使所述溫控光纖光柵保持恒定的溫度。