一种光传感器阵列的位置解析装置制造方法及图纸

本发明专利技术公开了一种光传感器阵列的位置解析装置，包括激光器、调制器、微波扫频源、功分器、环形器、光纤光栅传感器、光电探测器、本振、混频器、带通滤波器、AD采样器以及DSP处理器。本发明专利技术引入了微波扫频源，打破了在纯光域上测量的思维模式，采用光载射频信号作为检测信号，通过对输入、输出射频信号幅度、相位的检测解调得到光路信息，测量动态范围大且能完全自动测量，简化了解调算法，降低了成本；同时本发明专利技术系统对于任意分布的阵列传感器均能有效检测，使系统的适用性更强。

A position analysis device for optical sensor array

The invention discloses a position analyzer for an optical sensor array, including a laser, a modulator, a microwave sweep source, a power divider, a loop, a fiber grating sensor, a photoelectric detector, a local oscillator, a mixer, a band-pass filter, an AD sampler and a DSP processor. The invention introduces a microwave frequency sweeping source, breaks the thinking mode of measurement in the pure optical domain, uses the light-borne radio frequency signal as the detection signal, obtains the optical path information through the detection and demodulation of the amplitude and phase of the input and output radio frequency signal, has a large dynamic range and can be completely automatic measurement, simplifies the understanding and modulation algorithm, and reduces the optical path information. At the same time, the system of the invention can effectively detect the array sensors with arbitrary distribution, so that the applicability of the system is stronger.

【技术实现步骤摘要】
一种光传感器阵列的位置解析装置
本专利技术属于阵列传感器位置解析
，具体涉及一种光传感器阵列的位置解析装置。
技术介绍
阵列传感器中的光纤光栅传感器与传统的电传感器相比有着更高的可靠性、电磁兼容性、抗干扰能力、耐腐蚀等特征，已在火灾、结构健康等监测领域具有广泛的应用。相比于传统的传感技术，光纤光栅传感器的工作原理是：随着外界温度、应力或密度等物理量的变化，光纤光栅传感器反射的波长将发生偏移，通过光纤光栅传感器解调系统对光纤光栅传感器反射的波长的偏移量进行解调运算，就可以计算出外界的温度、应力或密度等微小变化。光纤光栅可以通过波分复用的方式进行阵列式监测，即将不同波长的光纤光栅传感器进行串接，形成较广的覆盖范围。通过光载射频信号可以将光纤传感器应用到微波领域上，其结合了光波与微波信号的优势。低频率的微波信号无法鉴别光的偏振色散，这使其对光波导材料不敏感，可以在在单模光纤、多模光纤和蓝宝石光纤等不同的波导上实现。微波信号的相位信息可以准确的提取出来，所以它可以应用于分布式传感器的测量，具有高的信噪比以及对极化不敏感的特性。在光域中，传统的传感器位置测量方法常用的有光时域反射计(OT本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种光传感器阵列的位置解析装置，其特征在于：包括激光器、调制器、微波扫频源、功分器、环形器、光传感器阵列、光电探测器、本振、两个混频器H1和H2、两个帯通滤波器L1和L2、两个AD采样器M1和M2以及处理器；其中：所述激光器用于发射连续的宽谱光信号输入至调制器；所述微波扫频源用于产生正弦波形式的射频信号RF，该射频信号RF的频率在扫频范围内步进变化；所述功分器用于对射频信号RF进行功率平分，输出两路相同的射频信号RF1和RF2，其中一路射频信号RF1输入至调制器，另一路射频信号RF2输入至混频器H1；所述调制器用于将射频信号RF1强度调制到宽谱光信号上，得到光载射频信号E1；所述光传感器阵...

【技术特征摘要】
1.一种光传感器阵列的位置解析装置，其特征在于：包括激光器、调制器、微波扫频源、功分器、环形器、光传感器阵列、光电探测器、本振、两个混频器H1和H2、两个帯通滤波器L1和L2、两个AD采样器M1和M2以及处理器；其中：所述激光器用于发射连续的宽谱光信号输入至调制器；所述微波扫频源用于产生正弦波形式的射频信号RF，该射频信号RF的频率在扫频范围内步进变化；所述功分器用于对射频信号RF进行功率平分，输出两路相同的射频信号RF1和RF2，其中一路射频信号RF1输入至调制器，另一路射频信号RF2输入至混频器H1；所述调制器用于将射频信号RF1强度调制到宽谱光信号上，得到光载射频信号E1；所述光传感器阵列由多个光传感器排列组成，所述光载射频信号E1经过环形器进入光传感器阵列，反射回一连串带有幅度和相位信息的光载射频信号E2；所述光电探测器通过环形器接收反射回的光载射频信号E2，并将这些光载射频信号E2转换成一路射频信号RF5，输入至混频器H2；所述本振用于产生两路相同的射频信号RF3和RF4且这两路射频信号的频率在扫频范围内步进变化，其中一路射频信号RF3输入至混频器H1，另一路射频信号RF4输入至混频器H2；所述混频器H1用于对两路射频信号RF2和RF3进行混频后输出中频信号Z1；所述混频器H2用于对两路射频信号RF4和RF5进行混频后输出中频信号Z2；所述帯通滤波器L1用于对中频信号Z1进行带通滤波，并利用滤波后的中频信号Z1反馈控制微波扫频源；所述帯通滤波器L2用于对中频信号Z2进行带通滤波；所述AD采样器M1用于对滤波后的中频信号Z1进行采样，得到数字信号D1；所述AD采样器M2用于对滤波后的中频信号Z2进行采样，得到数字信号D2；所述处理器用于对两路数字信号D1和D2进行鉴相以及幅值比较处理，得到扫频范围内每一频率...

【专利技术属性】
技术研发人员：程志威，金晓峰，杜一杰，章献民，金向东，池灏，郑史烈，余显斌，
申请(专利权)人：浙江大学，
类型：发明
国别省市：浙江,33