一种用于光纤振动传感的接收端光功率控制系统技术方案

本发明专利技术公开了一种用于光纤振动传感的接收端光功率控制系统，光源的光出射端口通过振动传感光纤与分光器相连，分光器的第二分光支路与光探测器光路相连，光探测器将光信号强度转换为光强模拟电信号，放大器用于放大光强模拟电信号，模数转换器将放大后的光强模拟电信号转换为用于表示光强的数字信号，阈值判定器用于判断用于表示光强的数字信号是否低于预设正常光功率阈值，如果是则增大输出调节数字；光功率调节模块将所述调节数字转换成模拟信号；驱动电路模块根据模拟信号调节光源的驱动电流强度从而调节光源的输出光功率。本发明专利技术提供了一种在低成本振动传感系统中即可在光探测器端获得相对稳定的接收光功率的系统。

Receiving end optical power control system for optical fiber vibration sensing

The invention discloses a method for receiving end of the optical fiber vibration sensing power control system, light source, light emitting ports vibration sensing optical fiber and optical splitter is connected via optical splitter second optical and optical detectors connected to the light detector, convert the optical signal intensity of light intensity of analog signal, amplifier the light intensity used for amplifying the analog signal, the ADC will light the amplified analog signal conversion said digital signal intensity for the threshold, judging device for judging for digital signal intensity is lower than the preset threshold of normal light power, if it is to increase the output regulation of digital optical power adjusting module; the regulation of digital conversion analog signal; driving circuit module according to the output power of driving current so as to adjust the light intensity of the light source analog signal conditioning. The present invention provides a system for obtaining relatively stable received optical power at a photodetector end in a low cost vibration sensing system.

【技术实现步骤摘要】
一种用于光纤振动传感的接收端光功率控制系统
本专利技术属于光纤传感
，更具体地，涉及一种用于光纤振动传感的接收端光功率控制系统。
技术介绍
在一般光纤振动传感系统中，一般采用固定出射光光功率的设计。采用固定的出射光光功率可以保证光源输出功率稳定。但是，在光纤振动传感系统的安装部署过程中，传感光纤不同的耦合形式以及传感光纤的长度，都会造成光信号在光纤链路中不同程度的损耗。这样即便是出射光功率完全相同的两套光纤振动传感设备，在不同的安装部署环境中也很难得到相同的入射(接收)光功率。接收光功率是光纤振动传感系统中一个用于检测振动发生与否的重要参考量。这一参考量发生变化可能造成多种问题：1、光功率大于光探测器探测范围或光功率低于光探测器探测范围；2、光功率发生变化影响同一振动检测系统中的振动检测结果；3、光功率不同使得不同的光纤振动检测系统可能得到不一致的振动检测结果。为了满足远距离的传感需求，这些光纤振动传感系统往往采用较大的光功率，并在光探测器后端采用多级放大器来适应不同安装环境中的光功率损耗。但在一些低成本光纤传感系统中，多级放大部件的成本过高。所以需要一种相对简易的方法使得低成本振动传感系统即可在光探测器端获得相对稳定的接收光功率。
技术实现思路
针对现有技术的以上缺陷或改进需求，本专利技术提供了一种用于光纤振动传感的接收端光功率控制系统，其目的在于提供一种在低成本振动传感系统中可在光信号接收端获得相对稳定的接收光功率的系统，由此解决现有技术中低成本振动传感系统中无法在光探测器端获得相对稳定的接收光功率的技术问题。为实现上述目的，本专利技术提供了一种用于光纤振动传感的接收端光功率控制系统，包括光源、分光器、光探测器、放大器、模数转换器、第一阈值判定器、光功率调节模块以及驱动电路模块，其中：所述光源的光出射端口通过振动传感光纤与分光器相连；所述分光器用于将所述光源的出射光至少分为两条分光支路，其中所述分光器的第一分光支路与光纤振动传感检测器光路相连，所述分光器的第二分光支路与所述光探测器光路相连；所述光探测器的输出与所述放大器的输入相连，所述光探测器用于检测所述第二分光支路的光信号强度，并将所述光信号强度转换为光强模拟电信号；所述放大器的输出与所述模数转换器的输入相连，所述放大器用于放大所述光强模拟电信号，使放大后的光强模拟电信号的电压强度处于模数转换器的电压测量范围内；所述模数转换器的输出与所述第一阈值判定器的输入相连，所述模数转换器用于将所述放大后的光强模拟电信号转换为用于表示光强的数字信号；所述第一阈值判定器的输出与所述光功率调节模块的输入相连，所述第一阈值判定器用于判断所述用于表示光强的数字信号是否低于预设正常光功率阈值，如果是则增大输出调节数字；所述光功率调节模块的输出与所述驱动电路模块相连，所述光功率调节模块用于将所述调节数字转换成模拟信号；所述驱动电路模块的输出与所述光源相连，所述驱动电路模块用于根据所述模拟信号来调节所述光源的驱动电流强度从而调节光源的输出光功率。本专利技术的一个实施例中，所述光功率控制系统还包括驱动电流监测模块和第二阈值判定器，其中，所述驱动电流监测模块的输入与所述驱动电路模块的输出相连，所述驱动电流监测模块的输出与第二阈值判定器相连；所述驱动电流监测模块用于获取所述驱动电路模块输出的驱动电流，所述第二阈值判定器用于判断所述驱动电路模块输出的驱动电流是否大于所述光源的额定驱动电流，如果是则减小所述第二阈值判定器的输出调节数字。本专利技术的一个实施例中，在驱动电流上升的过程中，所述第一阈值判定器还用于在调节光功率之前存储调节前接收端光功率，并在调节后获取调节后接收端光功率，并判断所述调节后接收端光功率是否小于调节前接收端光功率，如果是则减小所述第一阈值判定器的输出调节数字。本专利技术的一个实施例中，所述第一阈值判定器在接收到的光强值低于设定阈值的预设比例时启动光功率调节。本专利技术的一个实施例中，所述光功率调节模块为数字电位器，或者数字滑动变阻器，或者数模转换器。本专利技术的一个实施例中，所述分光器为一分二的分光器。本专利技术的一个实施例中，所述分光器的分光比例为90％:10％，且10％接入光探测器光路，另90％接入光纤振动传感检测器光路。本专利技术的一个实施例中，所述光源为FP激光器，或者DFB激光器，或者LED光源与起偏器的组合。本专利技术的一个实施例中，所述光功率控制系统还包括存储模块，所述存储模块与所述第一阈值判定器通信连接，用于存储所述调节前接收端光功率。本专利技术的一个实施例中，所述启动光功率调节的预设比例为30％。总体而言，通过本专利技术所构思的以上技术方案与现有技术相比，具有如下有益效果：(1)本专利技术提供的用于光纤振动传感的接收端光功率控制系统，通过光探测器探测光源发出的光信号的强度，并通过阈值判断器判断所述光强是否低于预设光强阈值，如果是则增大输出调节数字，通过光功率调节模块和驱动电路模块调节光源的驱动电流，以增大光源的出射光光功率，从而保证接收端光功率的相对稳定；该光功率控制系统结构简单，成本低廉；可以用于低成本光纤振动传感系统以校准接收光功率；且可降低光功率强度的变化给光纤振动检测精度与一致性带来的负面影响；提供了一种在低成本振动传感系统中在光信号接收端获得相对稳定的接收光功率的方案；(2)本专利技术提供的用于光纤振动传感的接收端光功率控制系统，通过驱动电流监测模块监测光源的驱动电流，在光源的驱动电流超过其正常工作电流上限时通过光功率调节模块和驱动电路模块对光源的驱动电流进行回调，即减小光源的驱动电流；从而可以保护光源的驱动电流调节不会超过光源的正常工作电流上限，在传感光纤链路尚未连接完成或其他极端情形下防止光源工作状态不稳定或寿命缩短甚至报废；(3)本专利技术提供的用于光纤振动传感的接收端光功率控制系统，在提升驱动电流的过程中，通过记录驱动电流提升前的接收光功率，将驱动电流提升后的接收光功率与提升前接收光功率比较，确定驱动电流提升操作是否回滚；可以降低温度对驱动电流提升效果的负面影响；(4)本专利技术提供的用于光纤振动传感的接收端光功率控制系统，在光功率低于正常光功时启动步进式光功率调整程序，步进调节光功率时主动迟滞了步进间隔时间，从而降低了功率调整的频率，避免了频繁调整光功率引入的噪声。同时小的步进保证了功率调整到正常光功率的精度；(5)本专利技术提供的用于光纤振动传感的接收端光功率控制系统，在接收到的光强值低于设定阈值的预设比例时启动光功率调节，可以避免频繁启动调节造成光功率波动。附图说明图1是本专利技术实施例中一种用于光纤振动传感的接收端光功率控制系统的结构示意图；图2是本专利技术实施例中另一种用于光纤振动传感的接收端光功率控制系统的结构示意图；图3是本专利技术实施例中另一种用于光纤振动传感的接收端光功率控制系统的结构示意图；图4是本专利技术实施例中一种驱动电路模块、驱动电流监测模块以及光源的电路结构示意图。具体实施方式为了使本专利技术的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本专利技术进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本专利技术，并不用于限定本专利技术。此外，下面所描述的本专利技术各个实施方式中所涉及到的技术特征只要彼此之间未构成冲突就可以相互组合。如图1所示，为本专利技术实施例中一本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于光纤振动传感的接收端光功率控制系统，其特征在于，包括光源、分光器、光探测器、放大器、模数转换器、第一阈值判定器、光功率调节模块以及驱动电路模块，其中：所述光源的光出射端口通过振动传感光纤与分光器相连；所述分光器用于将所述光源的出射光至少分为两条分光支路，其中所述分光器的第一分光支路与光纤振动传感检测器光路相连，所述分光器的第二分光支路与所述光探测器光路相连；所述光探测器的输出与所述放大器的输入相连，所述光探测器用于检测所述第二分光支路的光信号强度，并将所述光信号强度转换为光强模拟电信号；所述放大器的输出与所述模数转换器的输入相连，所述放大器用于放大所述光强模拟电信号，使放大后的光强模拟电信号的电压强度处于模数转换器的电压测量范围内；所述模数转换器的输出与所述第一阈值判定器的输入相连，所述模数转换器用于将所述放大后的光强模拟电信号转换为用于表示光强的数字信号；所述第一阈值判定器的输出与所述光功率调节模块的输入相连，所述第一阈值判定器用于判断所述用于表示光强的数字信号是否低于预设正常光功率阈值，如果是则增大输出调节数字；所述光功率调节模块的输出与所述驱动电路模块相连，所述光功率调节模块用于将所述调节数字转换成模拟信号；所述驱动电路模块的输出与所述光源相连，所述驱动电路模块用于根据所述模拟信号来调节所述光源的驱动电流强度从而调节光源的输出光功率。...

【技术特征摘要】
1.一种用于光纤振动传感的接收端光功率控制系统，其特征在于，包括光源、分光器、光探测器、放大器、模数转换器、第一阈值判定器、光功率调节模块以及驱动电路模块，其中：所述光源的光出射端口通过振动传感光纤与分光器相连；所述分光器用于将所述光源的出射光至少分为两条分光支路，其中所述分光器的第一分光支路与光纤振动传感检测器光路相连，所述分光器的第二分光支路与所述光探测器光路相连；所述光探测器的输出与所述放大器的输入相连，所述光探测器用于检测所述第二分光支路的光信号强度，并将所述光信号强度转换为光强模拟电信号；所述放大器的输出与所述模数转换器的输入相连，所述放大器用于放大所述光强模拟电信号，使放大后的光强模拟电信号的电压强度处于模数转换器的电压测量范围内；所述模数转换器的输出与所述第一阈值判定器的输入相连，所述模数转换器用于将所述放大后的光强模拟电信号转换为用于表示光强的数字信号；所述第一阈值判定器的输出与所述光功率调节模块的输入相连，所述第一阈值判定器用于判断所述用于表示光强的数字信号是否低于预设正常光功率阈值，如果是则增大输出调节数字；所述光功率调节模块的输出与所述驱动电路模块相连，所述光功率调节模块用于将所述调节数字转换成模拟信号；所述驱动电路模块的输出与所述光源相连，所述驱动电路模块用于根据所述模拟信号来调节所述光源的驱动电流强度从而调节光源的输出光功率。2.如权利要求1所述的用于光纤振动传感的接收端光功率控制系统，其特征在于，还包括驱动电流监测模块和第二阈值判定器，其中，所述驱动电流监测模块的输入与所述驱动电路模块的输出相连，所述驱动电流监测模块的输出与第二阈值判定器相连；所述驱动电流监测模块用于获取所述驱动电路模块输出的驱动...

【专利技术属性】
技术研发人员：王雪峰，曹孟辉，
申请(专利权)人：昆山金鸣光电科技有限公司，
类型：发明
国别省市：江苏,32