[發明專利]一種基于光纖光柵的超前預控系統

在審

• 申請號: 201711290534.2
• 申請日: 2017-12-08
• 公開（公告）號: CN107833419A
• 公開（公告）日: 2018-03-23
• 發明（設計）人: 王東;周慧棟;靳寶全;王云才;王宇;張明江
• 申請（專利權）人: 太原理工大學
• 主分類號: G08B13/12
• 分類號: G08B13/12
• 代理公司: 太原科衛專利事務所(普通合伙)14100
• 代理人: 朱源,曹一杰

1.一種基于光纖光柵的超前預控系統，包括寬帶光源（13）、隔離器（14）、微處理器（20）以及與微處理器（20）相連接的顯示屏（21）；其中隔離器（14）連接在寬帶光源（13）的出射端；其特征在于，還包括至少一個測量單元；每個測量單元均包括信號傳輸和解調模塊以及多個預控裝置；所述預控裝置包括頂部帶有盒蓋（1）的盒體（3）、通過一對彈性橫梁固定端（9）水平固定在盒體（3）兩相對內壁之間的彈性橫梁（8）以及設置在彈性橫梁（8）和盒蓋（1）之間的應力傳感器部分；所述應力傳感器部分包括水平設置的支撐桿底板（4）、順次連接在支撐桿底板（4）一側的支撐桿（5）、支撐桿頂片（6）以及傳感光纖（7）；所述傳感光纖（7）上刻有光纖光柵的部分與支撐桿頂片（6）緊貼，二者之間存在有預應力；盒蓋（1）下表面和彈性橫梁（8）的上表面之間構成一對安裝面，所述傳感光纖（7）和支撐桿底板（4）分別固定于這一對安裝面上且傳感光纖（7）的兩端均伸出盒體（3）相對的兩個側壁；盒體（3）的底部固定在電氣設備頂板（12）上；多個預控裝置通過其上的傳感光纖（7）順次連接成列；

所述信號傳輸和解調模塊包括環行器（15）、與環形器（15）的第二端口順次連接的AWG陣列波導光柵（16）、光電探測器（17）、濾波放大模塊（18）和A/D轉換模塊（19）；所述A/D轉換模塊（19）與微處理器（20）信號輸入端相連接；環形器（15）的第一端口用于引入經隔離器（14）所輸出的寬帶信號；環形器（15）的第三端口與位于端部的預控裝置上的傳感光纖（7）的一端相連接。

2.如權利要求1所述的一種基于光纖光柵的超前預控系統，其特征在于，所述測量單元為一個時，該測量單元的環形器第一端口直接與隔離器（14）相連接，構成單通道結構。

3.如權利要求1所述的一種基于光纖光柵的超前預控系統，其特征在于，所述測量單元為多個時，隔離器（14）的輸出端連接有耦合器（26），多個測量單元的環形器第一端口分別與耦合器（26）的多個輸出端口連接，構成多通道結構。

4.如權利要求1~3任一項所述的一種基于光纖光柵的超前預控系統，其特征在于，應力傳感器部分采用上置結構：支撐桿底板（4）采用瞬干膠粘接或螺釘固定的方式固定于彈性橫梁（8）上方，支撐桿（5）下端固定于支撐桿底板（4）上，支撐桿頂片（6）固定于支撐桿（5）上端，傳感光纖（7）水平鋪設在盒蓋（1）的下表面并與盒蓋（1）緊貼。

5.如權利要求1~3任一項所述的一種基于光纖光柵的超前預控系統，其特征在于，應力傳感器部分采用下置結構，支撐桿底板（4）采用瞬干膠粘接或螺釘固定的方式固定于盒蓋（1）下方，支撐桿（5）上端固定于支撐桿底板（4）上，支撐桿（5）下端懸掛支撐桿頂片（6），傳感光纖（7）水平鋪設在彈性橫梁（8）的上表面并與彈性橫梁（8）緊貼。

6.如權利要求1~3任一項所述的一種基于光纖光柵的超前預控系統，其特征在于，微處理器（20）還通過CAN總線接口（22）、USB接口（23）、Zigbee接口（24）、以太網接口（25）與外部通訊。

7.如權利要求1~3任一項所述的一種基于光纖光柵的超前預控系統，其特征在于，所述預控裝置中盒蓋（1）、盒體（3）和彈性橫梁（8）采用木材或塑膠，傳感光纖（7）為普通單模光纖，支撐桿（5）為彈簧；傳感光纖（7）兩端通過光纖法蘭接頭（10）固定于盒體（3）的側壁之上。

8.如權利要求7所述的一種基于光纖光柵的超前預控系統，其特征在于，光纖法蘭接頭（10）也可用光纖護套代替，并留出一段不少于10cm的光纖穿過光纖護套以備熔接。