[發(fā)明專利]一種基于弱光纖光柵陣列的傳感監(jiān)測裝置和傳感方法

有效

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• 申請日: 2014-05-29
• 公開（公告）號: CN103994785A
• 公開（公告）日: 2014-08-20
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 姜德生;許儒泉;程乘
• 申請（專利權(quán)）人: 武漢理工大學(xué)
• 主分類號: G01D5/38
• 分類號: G01D5/38
• 代理公司: 湖北武漢永嘉專利代理有限公司 42102
• 代理人: 胡建平

1.一種基于弱光纖光柵陣列的傳感監(jiān)測裝置，其特征在于，包括：

光源模塊，用于提供相干脈沖光，其脈沖寬度長于弱光纖光柵陣列中相鄰兩個光纖光柵之間反射所需時間；

弱光纖光柵陣列，接收光源模塊發(fā)出的相干脈沖光，在弱光纖光柵陣列中相鄰兩個光纖光柵之間的反射光之間發(fā)生干涉；

光電探測器，置于弱光纖光柵陣列的輸出端，探測該干涉信號并傳送到控制器；控制器，與光電探測器相連接，用于采集該干涉信號，并對產(chǎn)生該干涉信號的光纖光柵傳感器件進(jìn)行查詢。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于弱光纖光柵陣列的傳感監(jiān)測裝置，其特在于，所述弱光纖光柵陣列為光纖布拉格光柵陣列。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于弱光纖光柵陣列的傳感監(jiān)測裝置，其特征在于，所述光源模塊包括發(fā)出相干激光的光源，及在所述光源后設(shè)置的光開關(guān)，由所述控制器中的脈沖發(fā)生器發(fā)出電時序信號，脈沖發(fā)生器與光開關(guān)連接，對光開關(guān)進(jìn)行控制。

4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的基于弱光纖光柵陣列的傳感監(jiān)測裝置，其特征在于，所述光源為單波長相干激光光源或多波長相干激光光源。

5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的基于弱光纖光柵陣列的傳感監(jiān)測裝置，其特征在于，還包括光放大器，設(shè)置于所述光開關(guān)與所述弱光纖光柵陣列之間，對進(jìn)入弱光纖光柵陣列之前的相干脈沖光進(jìn)行放大。

6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的基于弱光纖光柵陣列的傳感監(jiān)測裝置，其特征在于，所述光放大器和弱光纖光柵陣列之間還設(shè)置有一個3端口光環(huán)行器，所述光放大器的輸出端連接光環(huán)行器的1端口，光環(huán)行器的2端口連接弱光纖光柵陣列，光環(huán)行器的3端口連接所述光電探測器。

7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于弱光纖光柵陣列的傳感監(jiān)測裝置，其特征在于，在所述光電探測器輸出端和所述控制器的輸入端之間還設(shè)置有低通濾波器，光電探測器的輸出端與低通濾波器的輸入端相連接，低通濾波器的輸出端與控制器的輸入端相連接。

8.一種基于弱光纖光柵陣列的傳感監(jiān)測方法，其特征在于，包括：

對入射到弱光纖光柵陣列中的相干脈沖光的脈沖寬度進(jìn)行控制，使該脈沖寬度長于光在任一相鄰兩個光纖光柵之間反射所需時間；

相鄰兩個光纖光柵之間的反射光之間發(fā)生干涉，該干涉信號通過光電探測器傳送到控制器；

控制器采集該干涉信號，并對產(chǎn)生該干涉信號的光纖光柵傳感器件進(jìn)行查詢。

9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的基于弱光纖光柵陣列的傳感監(jiān)測方法，其特征在于，經(jīng)過光開關(guān)調(diào)制得到的相干脈沖光，第i個光脈沖的脈沖寬度應(yīng)為：t_i≥2ΔL_i·n_eff/c，其中弱光纖光柵陣列中第i個光柵與第i+1個光柵的間距為ΔL_i，n_eff為光纖的有效折射率，c為真空中的光速。

10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的基于弱光纖光柵陣列的傳感監(jiān)測方法，其特征在于，所述對光纖光柵傳感器件進(jìn)行查詢具體包括，通過采集不同時間的干涉信號，對光纖光柵陣列傳感器件進(jìn)行地址查詢及光波長信息的查詢。