【技术实现步骤摘要】
实现光纤温度传感器解调系统及方法
本专利技术涉及光纤温度传感器
,尤其是实现光纤温度传感器解调系统及方法。
技术介绍
布拉格光纤光栅(FiberBragggratings,FBG)传感器通过解调光纤光栅中心波长受诸如温度、压力、位移等外界因素引起的偏移量的大小来推测温度、压力等大小。相对电类传感器,布拉格光纤光栅传感器具有体积小、重量轻、插入损耗低、绝缘性好等优点,对于埋入式材料可方便地实现准分布式测量,在建筑施工、航天航空、市政管廊等方面具有广泛应用,而解调技术是光纤光栅传感器的一个关键技术。传统的光纤光栅温度传感器解调系统是基于扫描波长来实现,波长受温度影响的偏移量的测定精度和速度一直是难点,主要的方法有边缘滤波法、马赫森德干涉仪法和可调谐滤波法等,这些方法都用到了光谱仪或者光功率计。使用光功率计或者光谱仪,可以直接观测光谱或光功率整体随温度变化的特性,但是无法直接解调出温度值大小,波长偏移量未能实时进行与温度的解调,无法显示当前温度加之其价格昂贵笨重,系统较大,因此不适于实际应用环境。
技术实现思路
本专利技术提出实现光纤温度传感器解调系统及方法,具有结构简单、直观、易携带、实用性强等优点。本专利技术采用以下技术方案。实现光纤温度传感器解调系统,所述传感器解调系统包括用于光纤测温的传感器;所述传感器输出信号为光信号,还包括用于对传感器光信号解码的光信号解码模块;所述光信号解码模块包括光电转换器件和贮有电温转换公式的解码器;所述光电转换器件把传感器光信号转换为电信 ...
【技术保护点】
1.实现光纤温度传感器解调系统,其特征在于:所述传感器解调系统包括用于光纤测温的传感器;所述传感器输出信号为光信号,还包括用于对传感器光信号解码的光信号解码模块;所述光信号解码模块包括光电转换器件和贮有电温转换公式的解码器;所述光电转换器件把传感器光信号转换为电信号并送至解码器;所述解码器根据电信号以电温转换公式计算出对应的测量温度值。/n
【技术特征摘要】
1.实现光纤温度传感器解调系统,其特征在于:所述传感器解调系统包括用于光纤测温的传感器;所述传感器输出信号为光信号,还包括用于对传感器光信号解码的光信号解码模块;所述光信号解码模块包括光电转换器件和贮有电温转换公式的解码器;所述光电转换器件把传感器光信号转换为电信号并送至解码器;所述解码器根据电信号以电温转换公式计算出对应的测量温度值。
2.根据权利要求1所述的实现光纤温度传感器解调系统,其特征在于:所述传感器包括包括三端环形器3-Circulator;所述三端环形器3-Circulator内部光路的光传输路径上依次设有第一端口、第二端口和第三端口,第一端口与宽带光源ASE的输出端相通,第二端口与布拉格啁啾光纤光栅FBGA相连、第三端口与布拉格啁啾光纤光栅FBGB相连;
所述布拉格啁啾光纤光栅FBGA设于预设温度的参照环境中,所述布拉格啁啾光纤光栅FBGB设于传感器的传感头处;
所述布拉格啁啾光纤光栅FBGA、布拉格啁啾光纤光栅FBGB的中心波长、带宽和满足反射的啁啾条件相同。
3.根据权利要求2所述的实现光纤温度传感器解调系统,其特征在于:当进行检测时,所述布拉格啁啾光纤光栅FBGA作为参考端;宽带光源ASE输入的光先经三端环形器3-Circulator内部光路送至第二端口,然后被布拉格啁啾光纤光栅FBGA反射至第三端口;
当布拉格啁啾光纤光栅FBGB的温度与参照环境的预设温度相同时,经第三端口入射布拉格啁啾光纤光栅FBGB的光被全部反射;
当布拉格啁啾光纤光栅FBGB的温度与参照环境的预设温度不同时,FBGB的中心波长发生偏移,经第三端口入射的光在布拉格啁啾光纤光栅FBGB处产生透射光,该透射光为传感器输出的光信号。
4.根据权利要求3所述的实现光纤温度传感器解调系统,其特征在于:所述传感器输出的光信号的透射谱即是布拉格啁啾光纤光栅FBGB的反射谱和布拉格啁啾光纤光栅FBGA的反射谱的重叠谱。
5.根据权利要求3所述的实现光纤温度传感器解调系统,其特征在于:所述所述布拉格啁啾光纤光栅FBGA的一端与三端环形器3-Circulator的第二端口相连,另一端悬置并以光纤帽套住。
6.根据权利要求1所述的实现光纤温度传感器解调系统,其特征在于:所述光电转换器件为光接收子模块ROSA,所述光接收子模块ROSA内部集成光电二极管PIN管和跨阻放大器TIA,光电二极管PIN管将传感器输出的光信号转化为电流输出至跨阻放大器,跨阻放大器用于将光电二极管PIN管输出的电流转化为电压信号并以差分信号方式输出。
7.根据权利要求6所述的实现光纤温度传感器解调系统,其特征在于:所述光电二极管PIN管输出的电流IR来自PIN管的1:1镜像;光电二极管PIN管电流输出端的串接点VR串接有电阻R;所述串接点VR与解码器的ADC输入通道PC1口相连。
8.根据权利要求6所述的实现光纤温度传感器解调系统,其特征在于:所述解码器为集成ADC模块、显示屏的处理器MCU;所述ADC模块接收光电转换器件输出的电压信号并送至处理器MCU;所述处理器MCU根据电压信号以电温转换公式计算...
【专利技术属性】
技术研发人员:黄淑燕,张昊,胡晓华,张禹,陈伟娟,董志泊,
申请(专利权)人:福建江夏学院,
类型:发明
国别省市:福建;35
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