[發明專利]一種光纖光柵低頻應變傳感解調系統

有效

• 申請號: 201410180646.2
• 申請日: 2014-04-30
• 公開（公告）號: CN103940361A
• 公開（公告）日: 2014-07-23
• 發明（設計）人: 黃穩柱;張文濤;李芳
• 申請（專利權）人: 中國科學院半導體研究所
• 主分類號: G01B11/16
• 分類號: G01B11/16
• 代理公司: 中科專利商標代理有限責任公司 11021
• 代理人: 宋焰琴

1.一種高精度光纖光柵低頻應變傳感解調系統，其特征在于，包括：

窄線寬激光器，用于給整個解調系統提供窄線寬激光光源；

電光/聲光調制器，用于根據射頻信號發生器產生的線性調頻信號對所述激光光源進行調制，使其產生頻移；

射頻信號發生器，用于產生線性調頻信號；

電光相位調制器，用于根據射頻信號發生器產生的正弦調制信號對調制后的所述激光光源進行相位調制，產生兩個邊帶激光和一個主頻激光；

相位調制信號發生器，用于產生正弦調制信號；

耦合器，用于將所述相位調制后的激光光源分為兩路；

環行器，用于將所述兩路激光光源分別輸出至第一、第二光纖光柵傳感器，并將所述第一、第二光纖光柵傳感器反射回來的光傳入探測器；

第一、第二光纖光柵傳感器，用于接受外界應變、溫度信號，并在所述兩路光源的掃描下產生兩路光纖光柵反射譜；

光電探測器，用于將所述兩路光纖光柵反射譜進行光電轉換，產生兩路電信號；

數據采集卡，用于對所述兩路電信號進行模數轉換，輸出兩路光纖傳感數字信號；

應變解調模塊，用于對所述兩路光纖傳感數字信號進行解調。

2.根據權利要求1所述的高精度光纖光柵低頻應變傳感解調系統，其特征在于，所述窄線寬激光器包括光纖激光器或半導體激光器，且具有保偏輸出。

3.根據權利要求1所述的高精度光纖光柵低頻應變傳感解調系統，其特征在于，所述電光/聲光調制器包括電光幅度調制器、電光相位調制器或聲光調制器。

4.根據權利要求1所述的高精度光纖光柵低頻應變傳感解調系統，其特征在于，所述電光/聲光調制器為單邊帶電光/聲光調制器。

5.根據權利要求1-3任一項所述的高精度光纖光柵低頻應變傳感解調系統，其特征在于，其還包括：

窄線寬光纖濾波器，用于對被電光/聲光調制器調制的激光光源進行濾波，獲得預定帶寬內可調諧的單邊帶激光光源。

6.根據權利要求5所述的高精度光纖光柵低頻應變傳感解調系統，其特征在于，所述窄線寬光纖濾波器與所述窄線寬激光器具有相同的中心波長，且其帶寬覆蓋窄線寬激光器的整個帶寬。

7.根據權利要求1所述的高精度光纖光柵低頻應變傳感解調系統，其特征在于，其還包括：

隔離器，位于所述電光相位調制器光路后面，用于隔離反射回來的光。

8.根據權利要求1所述的高精度光纖光柵低頻應變傳感解調系統，其特征在于，其還包括：偏振控制器，用于消除兩路光纖光柵傳感器產生的光纖光柵反射譜中一個偏振態對測量結果的影響。

9.根據權利要求1所述的高精度光纖光柵低頻應變傳感解調系統，其特征在于，其還包括：

計算機，用于顯示應變解調模塊得到的解調結果，并對所述射頻信號發生器和相位調制信號發生器進行控制。

10.根據權利要求1所述的高精度光纖光柵低頻應變傳感解調系統，其特征在于，所述應變解調模塊從所述兩路光纖傳感數字信號提取拍頻PDH信號，并對所提取的兩路拍頻PDH信號進行互相關計算，通過計算互相關結果的峰值位置獲得外界應變值。

11.根據權利要求10所述的高精度光纖光柵低頻應變傳感解調系統，其特征在于，所述應變解調模塊包括：

延時模塊：用于補償所述相位調制信號發生器的延時；

相乘模塊：用于分別將兩路光纖傳感數字信號和所述相位調制信號發生器的經過所述延時模塊延時處理后的正弦調制信號相乘，相乘結果分別經過兩個低通濾波模塊；

低通濾波模塊：用于對所述相乘結果進行低通濾波，以獲得拍頻PDH信號；

互相關處理模塊：用于對低通濾波模塊輸出的兩路拍頻PDH進行互相關計算，并通過計算互相關結果的峰值位置換算得到外界應變值。