[發明專利]基于鎖模光纖激光器的溫度傳感解調裝置及解調方法

有效

• 申請號: 201910064652.4
• 申請日: 2019-01-23
• 公開（公告）號: CN109520637B
• 公開（公告）日: 2021-04-02
• 發明（設計）人: 王華;付俊峰;劉強;蔡添;武冬;楊濤
• 申請（專利權）人: 國網江西省電力有限公司信息通信分公司;國家電網有限公司
• 主分類號: G01K11/32
• 分類號: G01K11/32
• 代理公司: 廈門創象知識產權代理有限公司 35232
• 代理人: 尤懷成

本發明公開了一種基于鎖模光纖激光器的溫度傳感解調裝置及解調方法，鎖模光纖激光器包括激光諧振腔、溫度傳感光纖、電光調制器和光纖耦合器，溫度傳感解調裝置包括光電探測器、射頻帶通濾波器、電功率計和溫度解調器，其中，光電探測器用于輸出第一電信號；射頻帶通濾波器用于濾波處理以輸出第二電信號；電功率計用于測量第二電信號的功率；溫度解調器用于掃描微波信號頻率，并獲取第二電信號的最大功率對應的微波信號頻率，以及根據最大功率對應的微波信號頻率和微波信號源所發射的微波信號基準頻率獲得溫度傳感光纖感應的溫度變化信息；從而實現防電磁干擾的遠距離溫度測量；同時，降低了溫度傳感設備的制造成本和結構復雜度。

技術領域

本發明涉及溫度傳感解調技術領域，特別涉及一種基于鎖模光纖激光器的溫度傳感解調裝置及解調方法。

背景技術

光纖傳感器具有體積小，重量輕，易于實現遠距離和分布式測量、防爆、電絕緣以及防電磁干擾等特性，因而被廣泛應用于溫度、應力和折射率的遠距離測量領域中。

現有技術中，多采用邁克爾遜光纖干涉儀、馬赫-曾德爾光纖干涉儀的結構進行干涉光譜中波長變化的測量，進而通過干涉光譜中波長的變化判斷溫度的變化信息；然而，通過這些測量方式對光學濾波器的性能要求較高，進而導致實施成本增加，并且，其結構復雜，難以在實際運用中得到普及。

發明內容

本發明旨在至少在一定程度上解決上述技術中的技術問題之一。為此，本發明的一個目的在于提出一種基于鎖模光纖激光器的溫度傳感解調裝置，能夠實現防電磁干擾的遠距離溫度測量，且帶寬大、損耗低；同時，降低了溫度傳感設備的制造成本和結構復雜度，利于光纖溫度傳感器解調技術的量產和推廣。

本發明的第二個目的在于提出一種基于鎖模光纖激光器的溫度傳感解調方法。

為達到上述目的，本發明第一方面實施例提出了一種基于鎖模光纖激光器的溫度傳感解調裝置，鎖模光纖激光器包括激光諧振腔、溫度傳感光纖、電光調制器和光纖耦合器，溫度傳感光纖設置在激光諧振腔中，溫度傳感光纖通過感應溫度變化以引起激光諧振腔的光程進行改變，電光調制器的電驅動端與微波信號源相連，電光調制器用于根據微波信號源發射的微波信號對經過溫度傳感光纖的光信號進行調制，微波信號源發射的微波信號頻率響應激光諧振腔的光程改變可調諧，鎖模光纖激光器根據調制后的光信號形成鎖模激光，并通過光纖耦合器對鎖模激光進行耦合輸出，溫度傳感解調裝置包括光電探測器、射頻帶通濾波器、電功率計和溫度解調器，其中，光電探測器的輸入端與光纖耦合器的第一輸出端相連，光電探測器的輸出端與射頻帶通濾波器的輸入端相連，射頻帶通濾波器的輸出端與電功率計的輸入端相連；光電探測器用于對光纖耦合器耦合輸出的鎖模激光進行光電轉換以輸出第一電信號；射頻帶通濾波器用于對第一電信號進行濾波處理以輸出第二電信號；電功率計用于測量第二電信號的功率；溫度解調器用于掃描微波信號源所發射的微波信號頻率，并根據電功率計測量的第二電信號的最大功率獲取對應的微波信號頻率，以及根據最大功率對應的微波信號頻率和微波信號源所發射的微波信號基準頻率獲得溫度傳感光纖感應的溫度變化信息。