基于脉冲编码和边沿滤波法的光纤光栅振动测量系统技术方案

本发明专利技术提供一种基于脉冲编码和边沿滤波法的光纤光栅振动测量系统，属于光纤光栅传感器技术领域，其包括窄线宽激光器、脉冲信号发生器、电光调制器、环形器、单模光纤、光纤光栅、光电探测器和数字信号处理单元；窄线宽激光器的输出端连接电光调制器的光输入端，脉冲信号发生器的输出端连接电光调制器的射频输入端，电光调制器的输出端连接环形器的第一端口，环形器的第二端口依次连接单模光纤、光纤光栅，光电探测器连接环形器的第三端口，数字信号处理单元连接光电探测器。本发明专利技术利用脉冲编码原理和边沿滤波原理做成的光纤光栅振动测量系统具备光时域反射仪(OTDR)的监测和测量功能，并解决了OTDR系统中传感距离和空间分辨率不能同时提高的矛盾。

Fiber Bragg grating vibration measurement system based on pulse coding and edge filtering

The present invention provides an optical fiber grating vibration measurement system of pulse encoding and edge filtering method based on fiber grating sensor, which belongs to the field of technology, including the narrow linewidth laser pulse signal generator, modulator, circulator, single-mode fiber, fiber grating, photoelectric detector and digital signal processing unit; the output end of the connecting optical narrow linewidth laser the light modulator input, the output pulse signal generator is connected with the input end of RF modulator, electro-optic modulator output end connection ring the first port, second port circulator is sequentially connected with single-mode fiber, fiber grating, photoelectric detector is connected with the third port circulator, a digital signal processing unit is connected with the photoelectric detector. The fiber Bragg grating vibration measurement system based on pulse coding principle and edge filtering principle has the function of monitoring and measuring optical time domain reflectometer (OTDR), and solves the contradiction between OTDR and sensor distance and spatial resolution that can not be improved at the same time.

【技术实现步骤摘要】
基于脉冲编码和边沿滤波法的光纤光栅振动测量系统
本专利技术涉及光纤光栅传感器
，特别涉及一种基于脉冲编码和边沿滤波法的光纤光栅振动测量系统。
技术介绍
振动是反映物体正常状态的重要参数，如桥梁的振动，大型仪器工作时的振动等，当振动超出一定范围，可能会带来严重的后果，所以振动的测量对于大型结构体的健康监测很重要。光纤光栅传感器因为具有抗电磁干扰能力强、耐腐蚀、体积小、灵敏度高等特点从而得到了广泛的关注和应用，例如用于建筑物健康监测，飞行器结构安全监测，地面沉降和地震实时监测等。应用光纤光栅进行振动监测时是把传感器嵌入被测的结构体中或紧密附着在被测体的表面上，当被测体结构发生变化或受到超出一定限度的振动时，光纤光栅反射回来的光波波长将发生变化，通过反射光波波长的变化来监测物体的振动及安全情况，从而及时做出应对措施，避免情况恶化甚至灾难发生，具有能够实时主动监测等优点。在进行探测时，如监测地震、火山等高危领域，常见的光纤光栅振动传感器反馈信号衰减严重及信噪比较低，测量距离容易受到限制，测量结果精确度不够高。因此，有必要研发一种高精度、长距离、低成本的振动主动监测系统。
技术实现思路
鉴于本文档来自技高网...

【技术保护点】
基于脉冲编码和边沿滤波法的光纤光栅振动测量系统，其特征在于，包括窄线宽激光器、脉冲信号发生器、电光调制器、环形器、单模光纤、光纤光栅、光电探测器和数字信号处理单元；所述窄线宽激光器的输出端连接电光调制器的光输入端，其输出的连续光通过所述电光调制器的光输入端注入电光调制器中；所述脉冲信号发生器的输出端连接电光调制器的射频输入端，其输出的编码电脉冲信号通过所述电光调制器的射频输入端注入电光调制器中，所述电光调制器在编码电脉冲信号的作用下把窄线宽激光器输出的连续光调制成编码脉冲光，所述编码脉冲光的编码位数和脉冲宽度由脉冲信号发生器设置；所述电光调制器的输出端连接环形器的第一端口以将编码脉冲光注入环形...

【技术特征摘要】
1.基于脉冲编码和边沿滤波法的光纤光栅振动测量系统，其特征在于，包括窄线宽激光器、脉冲信号发生器、电光调制器、环形器、单模光纤、光纤光栅、光电探测器和数字信号处理单元；所述窄线宽激光器的输出端连接电光调制器的光输入端，其输出的连续光通过所述电光调制器的光输入端注入电光调制器中；所述脉冲信号发生器的输出端连接电光调制器的射频输入端，其输出的编码电脉冲信号通过所述电光调制器的射频输入端注入电光调制器中，所述电光调制器在编码电脉冲信号的作用下把窄线宽激光器输出的连续光调制成编码脉冲光，所述编码脉冲光的编码位数和脉冲宽度由脉冲信号发生器设置；所述电光调制器的输出端连接环形器的第一端口以将编码脉冲光注入环形器，所述环形器的第二端口依次连接单模光纤、光纤光栅以将编码脉冲光输入单模光纤并在单模光纤中向光纤光栅传播；所述光电探测器连接环形器的第三端口，以接收从所述单模光纤返回的背向散射光和光纤光栅反射回来的反射光、并输出单模光纤返回的背向散射光和光纤光栅反射回来的反射光混合得到的电信号；所述数字信号处理单元连接光电探测器以通过所述电信号得到单模光纤链路的光时域反射仪曲线(OTDR曲线)和光纤光栅所处环境的振动信息。2.如权利要求1所述的基于脉冲编码和边沿滤波法的光纤光栅振动测量系统，其特征在于，所述光纤光栅振动测量系统发出的编码脉冲光的周期为T，所述周期T满足以下条件：其中，L为单模光纤长度，c为真空中的光速，n为单模光纤纤芯有效折射率。3.如权利要求1所述的基于脉冲编码和边沿滤波法的光纤光栅振动测量系统，其特征在于，所述窄线宽激光器输出的连续光的中心波长等于光纤光栅反射谱上升沿或下降沿一半处的波长。4.如权利要求1所述的基于脉冲编码和边沿滤波法的光纤光栅振动测量系统，其特征在于，所述电光调制器为振幅调制型电光调制器。5.如权利要求1所述的基于脉冲编码和边沿滤波法的光纤光栅振动测量系统，其特征在于，所述数字信号处理单元由脉冲信号发生器向其发出的同步触发信号触发运行。6.如权利要求1所述的基...

【专利技术属性】
技术研发人员：胡君辉，陆杭林，杜婧，吴天银，邵来鹏，
申请(专利权)人：广西师范大学，
类型：发明
国别省市：广西,45