基于FBG光栅传感器的智能变频路基位移监测与预警装置制造方法及图纸

本实用新型专利技术提供了一种基于FBG光栅传感器的智能变频路基位移监测与预警装置，包括：终端数据采集单元、无线网络协调器单元、和远程控制中心；所述终端数据采集单元包括：依次连接的ASE宽带光源、隔离器、F

【技术实现步骤摘要】
基于FBG光栅传感器的智能变频路基位移监测与预警装置


[0001]本技术涉及道路公共安全监测与预警领域，特别涉及一种基于FBG光栅传感器的智能变频路基位移监测与预警装置。

技术介绍

[0002]随着经济社会的发展，我国综合实力日益增强，汽车已经成为人们日常交通运输的主要工具，汽车承载重量不断增加动辄上百吨，公共道路维护成本和频率急剧上升，维护稍有不慎容易发生重大安全事故，造成严重后果。另外，我国地形复杂丘陵山区面积广阔，山区道路有沿江、沿河的分布特点，由于路基长期浸泡水中，汛期水流湍急、冲击力大，特别是河流拐弯处路基在水流冲击与重型货车碾压相互作用下极易发生塌方，造成车毁人亡等重大安全事故，该路段交通中断并且修复时间难以估计，经济损失严重。

技术实现思路

[0003]本技术提供了一种基于FBG光栅传感器的智能变频路基位移监测与预警装置，以解决至少一个上述技术问题。
[0004]为解决上述问题，作为本技术的一个方面，提供了一种基于FBG光栅传感器的智能变频路基位移监测与预警装置，包括：终端数据采集单元、无线网络协调器单元、和远程控制中心；
[0005]所述终端数据采集单元包括：依次连接的ASE宽带光源、隔离器、F
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P滤波器、耦合器和FBG光栅位移传感器，所述耦合器依次通过F
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P标准具、PIN光电转换器、程控放大器、AD转换器、第一无线收发器、和三角波信号发生器后与所述F
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P滤波器连接，所述AD转换器输出的数字信号通过所述第一无线收发器转发给所述无线网络协调器单元，所述第一无线收发器控制所述程控放大器的放大倍数；
[0006]所述无线网络协调器单元包括用于管理无线传感器网络的无线网络协调器、第一数字信号处理器、和智能网关；所述无线网络协调器将接收到的来自所述终端数据采集单元的路基位移电压信号发送至所述第一数字信号处理器，所述第一数字信号处理器实时处理所述路基位移电压信号以生成路基预警信号，所述智能网关将所述路基位移电压信号和路基预警信号发送给所述远程控制中心；
[0007]所述远程控制中心包括GSM远程接收模块、第二数字信号处理模块、和声光报警器，所述GSM远程接收模块将接收到的所述路基位移电压信号和路基预警信号发送给所述第二数字信号处理模块，所述第二数字信号处理模块根据所述路基位移电压信号和路基预警信号开启所述声光报警器。
[0008]优选地，所述第一无线收发器和无线网络协调器均包括下载调试接口。
[0009]优选地，所述第一无线收发器和无线网络协调器均包括时钟电路和复位电路。
[0010]优选地，所述智能网关包括GSM远程数据收发装置。
[0011]优选地，所述第一数字信号处理器和第二数字信号处理器均包括数字信号处理
器、和TFT液晶显示器，所述TFT液晶显示器与所述数字信号处理器电连接。
[0012]优选地，所述终端数据采集单元还包括用于供电的第一电源模块。
[0013]优选地，所述无线网络协调器单元还包括用于供电的第二电源模块。
[0014]优选地，所述远程控制中心还包括用于供电的第三电源模块。
[0015]本技术解决了公路路基位移监测与预警，自动检测公路路基内部位移信号，发送至无线网络协调器汇总，通过智能网关发送至远程控制中心，及时发出预警信号，实施交通管制并立即处理，有效排除了安全隐患，防止安全事故的发生。本技术控制简单、方便、高效、快捷，同时也适用于隧道、桥梁、山地等地方位移监测，不仅适用范围广，而且成本低。
附图说明
[0016]图1为本技术的结构示意图。
具体实施方式
[0017]以下对本技术的实施例进行详细说明，但是本技术可以由权利要求限定和覆盖的多种不同方式实施。
[0018]本技术的一个方面，提供了一种基于FBG光栅传感器的智能变频路基位移监测与预警装置，包括：终端数据采集单元、无线网络协调器单元、和远程控制中心；
[0019]所述终端数据采集单元包括：依次连接的ASE宽带光源、隔离器、F
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P滤波器、耦合器和FBG光栅位移传感器，所述耦合器依次通过F
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P标准具、PIN光电转换器、程控放大器、AD转换器、第一无线收发器、和三角波信号发生器后与所述F
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P滤波器连接，所述AD转换器输出的数字信号通过所述第一无线收发器转发给所述无线网络协调器单元，所述第一无线收发器控制所述程控放大器的放大倍数。
[0020]其中，ASE宽带光源、F
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P滤波器、三角波信号发生器、隔离器、耦合器、FBG光栅位移传感器、F
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P标准具构成光路处理模块。优选地，ASE宽带光源用于发射可调功率的C波段基础光源，为光路提供能量；隔离器与所述ASE宽带光源连接，用于抑制反射光，保证发射光信号沿单一方向传输，防止光信号反射；F
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P滤波器与所述隔离器连接，用于保证谱宽1525
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1567nm的光信号能通过滤波器进入耦合器，其它波长的光信号被滤除；三角波信号发生器与所述F
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P滤波器连接，用于根据三角波电压设定通过F
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P滤波器入射光的波长；耦合器，与所述F
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P滤波器、FBG光栅位移传感器、F
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P标准具连接用于光信号的分路与合路，将入射光和反射光分成两路进行传输；FBG光栅位移传感器与所述用耦合器连接，用于反射一定波长的光栅信号，当FBG光栅发生微小的位移时，反射光的波长发生相应的变化；F
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P标准具，与所述用耦合器连接，用于对输出的光信号进行矫正标定，锁定FBG光栅位移传感器反射光栅中心波长，降低F
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P滤波器的迟滞性和非线性关系对光栅解调系统带来的影响。
[0021]优选地，所述FBG光栅位移传感器发生位移反射不同波长的光栅信号，通过所述耦合器和F
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P标准具，用于锁定FBG光栅位移传感器反射光栅中心波长，对输出的光信号进行矫正标定，降低F
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P滤波器的迟滞性和非线性关系对光栅解调系统带来的影响。优选地，所述ASE宽带光源发射可调功率的C波段基础光源，经过隔离器用于防止光波信号反射，通过F
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P滤波器保证谱宽1525
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1567nm的光信号通过滤波器进入耦合器。例如，谱宽小于1525nm
或大于1567nm的光信号不能通过F
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P滤波器。
[0022]PIN光电转换器、程控放大器、高速AD转换器、第一无线收发器构成电路处理模块，优选地，其中，PIN光电转换器与所述耦合器连接，用于将FBG光栅位移传感器反射光栅信号转换为电信号，送入程控放大器；程控放大器与所述PIN光电转换器连接，用于放大PIN光电转换器输出的电信号；高速AD转换器与所述程控放本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种基于FBG光栅传感器的智能变频路基位移监测与预警装置，其特征在于，包括：终端数据采集单元、无线网络协调器单元、和远程控制中心；所述终端数据采集单元包括：依次连接的ASE宽带光源、隔离器、F
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P滤波器、耦合器和FBG光栅位移传感器，所述耦合器依次通过F
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P标准具、PIN光电转换器、程控放大器、AD转换器、第一无线收发器、和三角波信号发生器后与所述F
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P滤波器连接，所述AD转换器输出的数字信号通过所述第一无线收发器转发给所述无线网络协调器单元，所述第一无线收发器控制所述程控放大器的放大倍数；所述无线网络协调器单元包括用于管理无线传感器网络的无线网络协调器、第一数字信号处理器、和智能网关；所述无线网络协调器将接收到的来自所述终端数据采集单元的路基位移电压信号发送至所述第一数字信号处理器，所述第一数字信号处理器实时处理所述路基位移电压信号以生成路基预警信号，所述智能网关将所述路基位移电压信号和路基预警信号发送给所述远程控制中心；所述远程控制中心包括GSM远程接收模块、第二数字信号处理模块、和声光报警器，所述GSM远程接收模块将接收到的所述路基位移电压信号和路基预警信号发送给所述第二数字信号处理模块，所述第二数字信号处理模块根据所...

【专利技术属性】
技术研发人员：晏勇，
申请(专利权)人：阿坝师范学院，
类型：新型
国别省市：