基于光电振荡器的准分布式位移测量装置和方法制造方法及图纸

本发明专利技术提出一种基于光电振荡器的准分布式位移测量装置和方法，可应用于多点位移测量领域。本发明专利技术通过波分复用技术实现不同传感位置的选择；通过偏振复用技术实现两个光电振荡器的互参考结构。当通过波分复用技术选定特定传感位置后，利用偏振复用技术形成两个结构相同的光电振荡器，其中一个为参考光电振荡器，另一个为测量光电振荡器。两个光电振荡器通过偏振复用技术共用长光纤延迟模块，形成互参考结构。将两个光电振荡器产生的微波信号鉴频，获得位移引起的测量光电振荡器中微波信号的频率变化，形成位移的频率解调方式。通过调谐测量光电振荡器中可调谐激光器模块的波长，依次选择传感位置，实现准分布式测量。

【技术实现步骤摘要】
基于光电振荡器的准分布式位移测量装置和方法
本专利技术属于多点位移测量领域，具体涉及了一种基于光电振荡器的准分布式位移测量装置和方法。
技术介绍
近年来随着科学、技术的发展，科学研究、生产建设对大量程、高精度的距离测量提出了越来越迫切的需求，如：大型设备、构件的生产、装配和运行监控；地球重力场研究；我国空间探索、导航等领域的需要等。传统的距离及其相关参数的光学测量方法包括六种，光强测量法、三角测量法、共焦测量法、多普勒测量法、时间飞行法、光学相干法。光强测量法通常包括一个光源和一个探测器，其结构简单、成本低，但存在多目标反射干涉影响测量精度的问题。三角测量法通常包括一个光源与光电探测器阵列，具有成本低的优势，但是其测量能力受光电探测器阵列的密集程度影响。共焦测量法的测量距离通常只有几毫米，无法满足远距离测量。多普勒测量法无法测量待测目标的距离。时间飞行法通常基于光脉冲实现，可以同时测量目标距离和速度，但是其测量分辨率与测试精度较低。光学相干法是一种精密测量距离的方法，采用光波相位干涉测距。上述六种光学测量距离及其相关参数的方法在实时地、本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.基于光电振荡器的准分布式位移测量装置，其特征在于：包括参考光电振荡器、测量光电振荡器、鉴频模块、频率计数模块、频谱测量模块和信号处理模块，所述参考光电振荡器的输出微波信号为两路，其中一路微波信号与测量光电振荡器的输出微波信号同时输入鉴频模块中，另一路微波信号输入到频谱测量模块；鉴频模块输出中频信号后，将中频信号输入频率计数模块中，频率计数模块和上述频谱测量模块将信息输出到信号处理模块。/n

【技术特征摘要】
1.基于光电振荡器的准分布式位移测量装置，其特征在于：包括参考光电振荡器、测量光电振荡器、鉴频模块、频率计数模块、频谱测量模块和信号处理模块，所述参考光电振荡器的输出微波信号为两路，其中一路微波信号与测量光电振荡器的输出微波信号同时输入鉴频模块中，另一路微波信号输入到频谱测量模块；鉴频模块输出中频信号后，将中频信号输入频率计数模块中，频率计数模块和上述频谱测量模块将信息输出到信号处理模块。


2.根据权利要求1所述的基于光电振荡器的准分布式位移测量装置，其特征在于：所述参考光电振荡器包括激光源模块、光耦合模块、电光调制模块1、偏振控制模块1、偏振合束模块01、延迟测量模块、偏振合束模块02、光电探测模块1、微波放大模块1、微波滤波模块1、微波耦合模块1，所述偏振合束模块01设置有两个输入口S端口、P端口和一个输出口C端口，所述偏振合束模块02设置有一个输入口C端口和两个输出口S端口、P端口；所述激光器模块产生波长为λ1的光信号输入光耦合模块，光耦合模块将光信号分为两束，其中一束光信号输入电光调制模块1，另一束光信号输入测量光电振荡器的电光调制模块2；输入电光调制模块1的光信号在电光调制模块1中被微波信号调制；经微波信号调制后的光信号传输到偏振控制模块1，偏振控制模块1传输到偏振合束模块01的输入口S端口，然后偏振合束模块01的光信号通过偏振合束模块01的输出口C端口传入延迟测量模块，延迟测量模块将光信号传入偏振合束模块02的输入口C端口经偏振合束模块02的输出口S端口将光信号传入光电探测模块1，光电探测模块1将光信号转换为微波信号，微波信号经微波放大模块1放大后由微波滤波模块1滤波，并通过微波耦合模块1，微波耦合模块1将微波信号分为两束，其中一束传入所述鉴频模块，另一束反馈回电光调制模块1形成参考光电振荡器的光电反馈环路。


3.根据权利要求1所述的基于光电振荡器的准分布式位移测量装置，其特征在于：所述测量光电振荡器包括激光源模块、光耦合模块、电光调制模块2、偏振控制模块2、偏振合束模块01、延迟测量模块、偏振合束模块02、光电探测模块2、微波放大模块2、微波滤波模块2、微波耦合模块2，所述偏振合束模块01设置有两个输入口S端口、P端口和一个输出口C端口，所述偏振合束模块02设置有一个输入口C端口和两个输出口S端口、P端口；所述激光器模块产生波长为λ1的光信号输入光耦合模块，光耦合模块将光信号分为两束，其中一束光信号输入测量光电振荡器的电光调制模块1，另一束光信号输入电光调制模块2；输入电光调制模块2的光信号在电光调制模块2中被微波信号调制；经微波信号调制后的光信号传输到偏振控制模块2，偏振控制模块2传输到偏振合束模块01的输入口P端口，然后偏振合束模块01的光信号通过偏振合束模块01的输出口C端口传入延迟测量模块，延迟测量模块将光信号传入偏振合束模块02的输入口C端口后经偏振合束模块02的输出口P端口将光信号传入光电探测模块2，光电探测模块2将光信号转换为微波信号，微波信号经微波放大模块2放大后由微波滤波模块2滤波，并通过微波耦合模块2，微波耦合模块2将微波信号分为两束，其中一束传入所述鉴频模块，另一束反馈回电光调制模块1形成参考光电振荡器的光电反馈环路。


4.根据权利要求2或3所述的基于光电振荡器的准分布式位移测量装置，其特征在于：所述延迟测量模块包括光纤延迟模块、位移测量位置，光纤延迟模块有n+1个、位移测量位置有n个，n为自然数，上述n+1个光纤延迟模块与n个位移测量位置交替连接，第n+1个光纤延迟模块将光信号传入偏振合束模块02的输入口C端口。


5.根据权利要求2或3所述的基于光电振荡器的准分布式位移测量装置，其特征在于：所述位移测量位置1包括波分复用模块11、偏振合束模块11、参考光延迟模块1、偏振控制模块11、位移传感模块1、偏振控制模块12、偏振合束模块12、波分复用模块12，所述偏振合束模块11设置有一个输入口C端口和两个输出口S端口、P端口，所述偏振合束模块12设置有两个输入口S端口、P端口和一个输出口C端口，所述光纤延迟模块将光信号传入波分复用模块11，波分复用模块11将光信号传入偏振合束模块11的输入口C端口，偏振合束模块11将光信号分为两束，其中一束光信号通过偏振合束模块11的输出口S端口传入参考光延时模块1、参考光延时模块1经偏振控制模块11传入偏振合束模块12的输入口S端口；另一束光信号通过偏振合束模块11的输出口P端口传入位移传感模块1、位移传感模块1经偏振控制模块12传入偏振合束模块12的输入口P端口；偏振合束模块12将输入口S端口的光信号和输入口P端口的光信号合成一束通过偏振合束模块12的输出口C端口传输到波分复用模块12，波分复用模块12再将光信号传输到下一个光纤延迟模块，所述位移测量位置的结构、连接方式均相同。


6.基于光电振荡器的准分布式位移测量方法，其特征在于：包括以下步骤：
A.在参考光电振荡器中，激光源模块可调谐，产生连续改变输出波长的光信号并将光信号输入光耦合模块，光耦合模块将光信号分为两束，其中一束光信号输入测量光电振荡器的电光调制模块2，另一束光信号输入电光调制模块1；输入电光调制模块1的光信号在电光调制模块1中被微波信号调制，经微波信号调制后的光信号经偏振控制模块1输入偏振合束模块01的输入口S端口，偏振合束模块01将来自输入口S端口和输入口P端口的光信号合束，合束后的光信号经偏振合束模块01的输出口C端口输出到光纤延迟模块1，光纤延迟模块1将光信号传给位移测量位置，每个位移测量位置的波分复用模块的工作波长不同，当位移测量位置中波分复用模块的波长与传入位移测量位置的光信号的波长相同时，选用该...

【专利技术属性】
技术研发人员：范志强，苏君，邱琪，
申请(专利权)人：电子科技大学，
类型：发明
国别省市：四川;51