一种基于DWDM技术的光纤光栅压力测试仪制造技术

本实用新型专利技术公开了一种基于DWDM技术的光纤光栅压力测试仪，包括：光纤光栅传感器、密集型波分复用器、光开关、ASE光源和光电探测系统；ASE光源与光纤光栅传感器相连，光纤光栅传感器与密集型波分复用器相连，密集型波分复用器与光开关相连，光开关与光电探测系统相连，光电探测系统与上位机相连，光开关与上位机相连。本实用新型专利技术采用光纤光栅压力传感器与密集型波分复用器解调技术相结合，并与微光探测技术、光电开关技术进行有效集成，提供了一种完整的全光纤压力测试仪。本实用新型专利技术中所公开的压力测试仪集成性强、自动化程度高，压力测试仪的传感器波长调谐灵敏度高，误差小。

A Fiber Bragg Grating Pressure Tester Based on DWDM Technology

The utility model discloses a fiber Bragg grating pressure tester based on DWDM technology, which includes: fiber Bragg grating sensor, dense wavelength division multiplexer, optical switch, ASE light source and photoelectric detection system; ASE light source is connected with fiber Bragg grating sensor, fiber Bragg grating sensor is connected with dense wavelength division multiplexer, dense wavelength division multiplexer is connected with optical switch, and photoelectric detection system. The measurement system is connected, the photoelectric detection system is connected with the host computer, and the optical switch is connected with the host computer. The utility model combines the FBG pressure sensor with the demodulation technology of dense wavelength division multiplexer, and effectively integrates with the low-light detection technology and photoelectric switch technology, thus providing a complete all-fiber pressure tester. The pressure tester disclosed in the utility model has strong integration, high automation, high sensitivity of wavelength tuning of sensor and small error.

【技术实现步骤摘要】
一种基于DWDM技术的光纤光栅压力测试仪
本技术涉及测量仪器
，更具体的说是涉及一种基于DWDM技术的光纤光栅压力测试仪。
技术介绍
压力测量仪表是工业控制类仪表中应用最为广泛的一类仪表，而光纤类压力传感特性对于防爆等级要求很高的石油、石化等应用
具有特殊的价值，因此近年来在各类压力测量仪表的研究中成为一个热点。在光纤光栅压力传感器的研究与开发中，其核心技术就是选择与该种传感器相适应的波长信号解调的方式。目前，结构简单、成本较低的边缘解调法被广泛应用，且根据解调手段的不同，衍生出多种边缘解调方式，其中波分复用器(WDM)作为解调器的解调方式具有操作简单和价格低廉等优点收到了广泛关注，但是WDM解调的分别率偏低，在一些波长移动较小的压力传感器中很难得到精确的测量结果，出现了光纤光栅的微光放大、解调系统测量精度偏低等一系列技术问题。因此，如何研究出能够减小现有技术中的光纤光栅压力传感器测量误差的一种基于DWDM技术的光纤光栅压力测试仪是本领域技术人员亟需解决的问题。
技术实现思路
有鉴于此，本技术提供了一种基于DWDM技术的光纤光栅压力测试仪，解决了传统压力传感器采用WDM解调方式产生的测量结果不精确的问题。为了实现上述目的，本技术采用如下技术方案：一种基于DWDM技术的光纤光栅压力测试仪，其特征在于，包括：光纤光栅传感器、密集型波分复用器、光开关、ASE光源和光电探测系统；所述ASE光源与所述光纤光栅传感器相连，所述光纤光栅传感器与所述密集型波分复用器相连，所述密集型波分复用器与所述光开关相连，所述光开关与所述光电探测系统相连，所述光电探测系统与上位机相连。需要说明的是：ASE光源发出的光经由光纤光栅传感器进入密集型波分复用器，光开关的作用是将从密集型波分复用器输出的8路光信号进行分时读取，光电探测系统的作用是将光信号转变为电信号，并将其进行放大，数据处理与显示系统将所得到的数据进行分析与显示。优选的，所述ASE光源通过耦合器与所述光纤光栅传感器相连优选的，所述光纤光栅传感器包括光纤光栅、悬臂梁、波登管、支柱和底座；所述悬臂梁由所述支柱设置在所述底座上，所述光纤光栅附着在所述悬臂梁上，所述波登管与所述光纤光栅相连。需要说明的是：在光纤光栅传感器收到压力作用时，光纤光栅反射波长会发生改变，利用这一传感器通过测量光纤光栅中心反射波长的移动量可以达到测量气体或液体的压力变化的目的。优选的，所述光电探测系统包括光电探测放大器；所述光电探测放大器包括高压模块、正负电源发生电路、放大与静噪滤波电路、光电探测器；所述高压模块与所述光电探测器相连，所述正负电源发生电路和所述光电探测器均与所述放大与静噪滤波电路相连，经过所述放大与静噪滤波电路后的输出信号通过驱动输出接口输出。需要说明的是：高压模块能够输出高压，并经过滤波处理后其纹波极小，能够符合雪崩光电探测器对偏压的要求，正负电源发生电路的作用是为了满足放大电路的需求。优选的，所述光电探测系统还包括信号采集控制器；所述信号采集控制器包括单片机和A/D转换器；所述A/D转换器与所述光电探测放大器相连，所述单片机与所述A/D转换器相连。需要说明的是：信号采集控制器将分时复用后的光功率信号方法，并完成同步数据采集，经单片机处理，完成同步采集后的数据传输。经由上述的技术方案可知，与现有技术相比，本技术公开提供了一种基于DWDM技术的光纤光栅压力测试仪。本技术为了适应石油石化等对高等级防爆要求的特殊行业技术需求，采用光纤光栅压力传感器与密集型波分复用器(DWDM)解调技术相结合，并与微光探测技术、光电开关技术进行有效集成，提供了一种完整的全光纤压力测试仪。本技术中所公开的压力测试仪集成性强、自动化程度高，压力测试仪的传感器波长调谐灵敏度高，误差小。附图说明为了更清楚地说明本技术实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本技术的实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据提供的附图获得其他的附图。图1附图为本技术提供的基于DWDM技术的光纤光栅压力测试仪结构示意图；图2附图为本技术提供的光纤光栅传感器结构示意图；图3附图为本技术提供的DWDM各个信道强度分布示意图；图4附图为本技术提供的光电探测系统结构示意图；图5附图为本技术提供的波长随压力变化的关系曲线；其中，光纤光栅1、悬臂梁2、波登管3、支柱4和底座5。具体实施方式下面将结合本技术实施例中的附图，对本技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本技术保护的范围。本技术实施例公开了一种基于DWDM技术的光纤光栅压力测试仪，如图1所示，包括：光纤光栅传感器、密集型波分复用器、光开关、ASE光源、光电探测系统、数据处理与显示系统；ASE光源与光纤光栅传感器相连，光纤光栅传感器与密集型波分复用器相连，密集型波分复用器与光开关相连，光开关与光电探测系统相连，光电探测系统与数据处理与显示系统相连，数据处理与显示系统与光开关相连。其中：ASE光源发出的光经由光纤光栅传感器进入密集型波分复用器，光开关的作用是将从密集型波分复用器输出的8路光信号进行分时读取，光电探测系统的作用是将光信号转变为电信号，并将其进行放大，数据处理与显示系统将所得到的数据进行分析与显示。密集型波分复用器(DWDM)的解调原理为：由于光纤光栅反射光谱是一个谱宽度一般在0.3～0.5nm的窄带光谱，当DWDM某一个信道端口的波长值与这一窄带光谱的中心波长一致时，这个信道端口上就会出现最大的光功率输出，这就是说DWDM对光纤光栅反射的窄带光谱的中心波长相当于一个波长选择性探测器；但由于我们选用的DWDM两个相邻信道宽度只有0.4nm，因此光纤光栅反射光谱在整个DWDM的8个信道上就会出现一种结果，如图3所示：当某一信道出现最大强度时，相邻信道端口会出现次最大和再次最大的强度分布。因此借助DWDM各个信道强度分布可以得到各个信道中强度包络曲线。当压力发生改变的情况下，光纤光栅反射光谱中心波长会随之产生改变，即移动到新的位置，这一情况将促使DWDM中各个信道强度发生重新分布，此时光纤光栅反射窄带光谱的中心与所形成的新的包络曲线中心是一致的。因此如果借助DWDM各信道中出现的反射光谱所展现的中心位置，并能通过适当的寻峰算法寻找到强度包络曲线的峰值位置，从而达到获得反射光谱中心波长的最终目的。更进一步地，本实施例中光开关采用FSW-1×8机械式光开关，参数为工作波长1550nm，光纤类型为单模，插入损耗≤1dB，光功率≤500mW，转换时间≤8ms。更进一步地，如图2所示，光纤光栅传感器包括光纤光栅1、悬臂梁2、波登管3、支柱4和底座5；悬臂梁2由支柱4设置在底座5上，光纤光栅1附着在悬臂梁2上，波登管3与光纤光栅1相连。其中：在光纤光栅传感器收到压力作用时，光纤光栅反射波长会发生改变；在传感器受到压力作用时，本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种基于DWDM技术的光纤光栅压力测试仪，其特征在于，包括：光纤光栅传感器、密集型波分复用器、光开关、ASE光源和光电探测系统；所述ASE光源与所述光纤光栅传感器相连，所述光纤光栅传感器与所述密集型波分复用器相连，所述密集型波分复用器与所述光开关相连，所述光开关与所述光电探测系统相连，所述光电探测系统与上位机相连。

【技术特征摘要】
1.一种基于DWDM技术的光纤光栅压力测试仪，其特征在于，包括：光纤光栅传感器、密集型波分复用器、光开关、ASE光源和光电探测系统；所述ASE光源与所述光纤光栅传感器相连，所述光纤光栅传感器与所述密集型波分复用器相连，所述密集型波分复用器与所述光开关相连，所述光开关与所述光电探测系统相连，所述光电探测系统与上位机相连。2.根据权利要求1所述的一种基于DWDM技术的光纤光栅压力测试仪，其特征在于，所述ASE光源通过耦合器与所述光纤光栅传感器相连。3.根据权利要求1所述的一种基于DWDM技术的光纤光栅压力测试仪，其特征在于，所述光纤光栅传感器包括光纤光栅、悬臂梁、波登管、支柱和底座；所述悬臂梁通过所述支柱设置在所述底座上，所述光纤光栅附...

【专利技术属性】
技术研发人员：杨洋，刘兵，杨洋，
申请(专利权)人：承德石油高等专科学校，
类型：新型
国别省市：河北,13