一种光纤光声传感器的空间域复用解调仪器及方法技术

本发明专利技术公开了一种光纤光声传感器的空间域复用解调仪器及方法，所述解调仪器包括宽谱光源、光纤分路器、多组光纤光声传感通道、玻璃片、光电二极管阵列、数据采集与处理电路及通信模块；宽谱光源发射的宽谱光被光纤分路器分成多束，同时入射到多组光纤光声传感通道，反射回的信号光分别经对应的光纤光声传感通道后，同时入射到玻璃片，从玻璃片表面反射的高斯发散光投射到光电二极管阵列的不同空间区域后被光电二极管阵列接收；数据采集与处理电路采集光电二极管阵列上的空间光信号并解调处理；本发明专利技术的优点在于：对多个光纤光声传感通道无干扰同时解调，大幅度减小了基于多个光纤光声传感器的分布式测量系统的成本。纤光声传感器的分布式测量系统的成本。纤光声传感器的分布式测量系统的成本。

【技术实现步骤摘要】
一种光纤光声传感器的空间域复用解调仪器及方法


[0001]本专利技术涉及光纤传感
，更具体涉及一种光纤光声传感器的空间域复用解调仪器及方法。

技术介绍

[0002]对电气绝缘设备中的故障特征气体分析中，通常采用气相色谱和光声光谱技术。其中，光声光谱技术因其具有灵敏度高、免维护的特点，正逐步替代气相色谱法。然而，高电压电气绝缘设备附近的强电磁环境使得传统的光声光谱装置易受干扰，影响了变压器油中溶解气体浓度测量的稳定性和可靠性。
[0003]光纤光声传感是一种新的微量气体检测技术，其基本原理是利用光纤声波传感器件检测气体吸收产生的光声压力波信号，具有抗电磁干扰、远距离测量、可分布传感等多诸多优点。光声激发光和光声探测光均采用光纤传输，实现了光声探头的无源化和微型化，可将光纤光声传感器用于石化厂区气体泄漏、变压器油中溶解气体分析、气体绝缘设备在线监测等应用中。文献Chen Ke,Guo Min,Liu Shuai,et al.Fiber
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optic photoacoustic sensor for remote mo本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种光纤光声传感器的空间域复用解调仪器，其特征在于，包括宽谱光源、光纤分路器、多组光纤光声传感通道、玻璃片、光电二极管阵列、数据采集与处理电路及通信模块；宽谱光源发射的宽谱光被光纤分路器分成多束，同时入射到多组光纤光声传感通道，反射回的信号光分别经对应的光纤光声传感通道后，同时入射到玻璃片，从玻璃片表面反射的高斯发散光投射到光电二极管阵列的不同空间区域后被光电二极管阵列接收；数据采集与处理电路采集光电二极管阵列上的光信号，当光声压力波作用引起多组光纤光声传感通道中干涉腔长产生周期性变化时，光电二极管阵列同时探测的多个干涉条纹的峰值发生移动，经高通滤波后，通过寻峰和标定实时解调出多个干涉腔长，进而同时恢复出多组待测声波信号；通信模块对外传输解调结果。2.根据权利要求1所述的一种光纤光声传感器的空间域复用解调仪器，其特征在于，所述空间域复用解调仪器包括两组光纤光声传感通道，第一组光纤光声传感通道包括第一通道光纤耦合器和第一通道光纤传感器接口，第二组光纤光声传感通道包括第二通道光纤耦合器和第二通道光纤传感器接口，宽谱光源发射的宽谱光被光纤分路器分成两束，同时入射到第一通道光纤耦合器和第二通道光纤耦合器后，经第一通道光纤耦合器入射到第一通道光纤传感器接口，经第二通道光纤耦合器入射到第一通道光纤传感器接口；反射回的信号光分别经第一通道光纤耦合器和第二通道光纤耦合器后，同时入射到玻璃片，从玻璃片表面反射的高斯发散光被光电二极管阵列接收。3.根据权利要求2所述的一种光纤光声传感器的空间域复用解调仪器，其特征在于，所述玻璃片相对地面水平，第一通道光纤耦合器以及第二通道光纤耦合器入射到玻璃片表面的光均相对玻璃片倾斜45
°
。4.根据权利要求2所述的一种光纤光声传感器的空间域复用解调仪器，其特征在于，所述光电二极管阵列探测到的光强表示为：I(r,z)＝∫I1(d1,λ)A
g
(Δ
OPD
...

【专利技术属性】
技术研发人员：马凤翔，陈珂，赵跃，郭珉，李辰溪，朱峰，刘子恩，杭忱，谢佳，袁小芳，陈英，
申请(专利权)人：大连理工大学，
类型：发明
国别省市：