一种光传感解调模块及光传感系统技术方案

本申请提供一种光传感解调模块及光传感系统，光传感解调模块包括壳体、功率控制模块、发光模块、背光探测模块、分光模块、信号控制模块、第一探测模块及第二探测模块；壳体上设有第一光纤接口、第二光纤接口、第一电性接口及第二电性接口；功率控制模块与第一电性接口连接；发光模块设于壳体内与功率控制模块连接；背光探测模块设于壳体内，与发光模块及功率控制模块连接；分光模块设于壳体内，与发光模块及第一光纤接口连接；信号控制模块设于壳体内与第二电性接口连接；第一探测模块设于壳体内，与分光模块及信号控制模块连接；第二探测模块设于壳体内，与第二光纤接口及信号控制模块连接。有效去除了传感信号中因光源功率波动产生的信号基线。产生的信号基线。产生的信号基线。

【技术实现步骤摘要】
一种光传感解调模块及光传感系统


[0001]本申请涉及光传感
，特别涉及一种光传感解调模块及光传感系统。

技术介绍

[0002]强度调制型光纤传感器是一种将被测物理参数的状态转变为可测的光信号的传感器。强度调制型光纤传感器的工作原理是将激光器发射的光束经由光纤送入调制器，在调制器内使光信号的光强发生变化成为被调制的光信号，调制处理后通过光纤将调制后的光信号发送至解调模块中，通过解调模块获取待测物理参数的测量值。
[0003]实际应用时，激光器通常会由于温度的变化或老化引起输出的光功率的降低。为了维持在传感过程中的光功率恒定，通常须在激光器驱动电路中使用反馈型的自动功率控制电路，通过反馈型的自动功率控制电路对激光器进行功率补偿。
[0004]然而，使用反馈型的功率控制电路对激光器进行功率补偿后，会导致激光器的功率在一个小范围内来回起伏。这种起伏对于光通信行业来说无关紧要，但是对于以模拟信号调制为主的光传感应用来说，激光器功率的起伏会使最终的传感信号中产生起伏的基线，基线的存在会使得在对传感信号分析的过程中难以判断传感信号的起伏是来源于外界测试参量对光传感器的调制还是激光器功率的变化，因此只能增大对光传感器的调制判断阈值来消除光功率小范围变化的影响。此时，一些调制幅度较小的外界参量变化引起的传感器信号变化无法被检测出来，导致解调模块的精度降低。
[0005]现有技术中，通过上位机软件对传感信号进行拟合，去除传感信号的基线，但是这种方法需要较大的计算量，且此方法基于保存后的数据进行拟合计算，无法做到对基线的实时去除。同时，激光器功率微弱的变化可能使上位机软件在进行基线拟合时产生较大误差。

技术实现思路

[0006]本申请实施例的目的在于提供一种光传感解调模块及光传感系统，提高解调模块的精度。
[0007]一方面，本申请提供了一种光传感解调模块，包括壳体、功率控制模块、发光模块、背光探测模块及分光模块；其中，壳体上设有第一光纤接口、第二光纤接口、第一电性接口及第二电性接口；功率控制模块设于壳体内且与第一电性接口连接；发光模块设于壳体内与功率控制模块连接，发光模块用于接收功率控制模块发送的电信号，将其转换为光信号并发送光信号；其中，光信号包括前光信号及背光信号；背光探测模块设于壳体内，背光探测模块与发光模块及功率控制模块连接，背光探测模块用于接收发光模块发送的背光信号，将其转换为背光电流发送至功率控制模块，以使功率控制模块根据背光电流控制发光模块的功率；分光模块设于壳体内，分光模块与发光模块及第一光纤接口连接，分光模块用于接收发光模块发送的前光信号，将其分为第一光信号及第二光信号，并将第一光信号发送至第一光纤接口。
[0008]光传感解调模块还包括：信号控制模块、第一探测模块及第二探测模块；其中，信号控制模块设于壳体内且与第二电性接口连接；第一探测模块设于壳体内，第一探测模块与分光模块及信号控制模块连接，第一探测模块用于接收分光模块发送的第二光信号，将其转换为第二电信号并发送至信号控制模块；第二探测模块设于壳体内，第二探测模块与第二光纤接口及信号控制模块连接，第二探测模块用于接收通过第二光纤接口的第一光信号，将其转换为第一电信号并发送至信号控制模块；其中，第二电信号用于对第一电信号进行校准。
[0009]在一实施例中，功率控制模块包括稳压元件及控制元件；其中，稳压元件与第一电性接口连接，稳压元件用于接收通过第一电性接口的电压，消除电压的波动，使电压稳定在设定范围内，并发送发光电流；控制元件与稳压元件、发光模块及背光探测模块连接，控制元件用于接收稳压元件发送的发光电流及背光探测模块发送的背光电流；
[0010]控制元件通过如下方式根据背光电流控制发光模块的功率：
[0011]当监测到背光电流未减小时，控制元件将发光电流发送给发光模块；
[0012]当监测到背光电流减小时，控制元件产生偏置电流，并将偏置电流及发光电流发送给发光模块。
[0013]在一实施例中，信号控制模块包括转换元件及放大元件；其中，转换元件与第一探测模块及第二探测模块连接，转换元件用于接收第一电信号及第二电信号，并将第一电信号及第二电信号转换为第一电压信号及第二电压信号；放大元件与转换元件及第二电性接口连接，放大元件用于接收转换元件发送的第一电压信号及第二电压信号，对第一电压信号及第二电压信号进行放大后发送至第二电性接口。
[0014]在一实施例中，发光模块包括窄带激光器，分光模块包括光分路器。
[0015]在一实施例中，第一探测模块、第二探测模块及背光探测模块为PIN型光电二极管。
[0016]在一实施例中，第一探测模块、第二探测模块及背光探测模块为雪崩二级管。
[0017]在一实施例中，壳体包括第一表面及第二表面，第一光纤接口及第二光纤接口设于第一表面上，第一电性接口及第二电性接口设于第二表面上；其中，第一表面及第二表面相对设置在壳体上。
[0018]另一方面，本申请还提供了一种光传感系统，除包括上述光传感解调模块外，还包括强度调制型光纤传感器、供电设备、数据采集设备及上位机；其中，强度调制型光纤传感器与第一光纤接口及第二光纤接口连接，强度调制型光纤传感器用于接收通过第一光纤接口的第一光信号，并根据待测物理量对第一光信号进行调制处理，调制处理后将经过调制处理的第一光信号发送至第二光纤接口；供电设备通过第一电性接口及第二电性接口与光传感解调模块连接，供电设备用于为光传感解调模块提供电源；数据采集设备通过第二电性接口与光传感解调模块连接，数据采集设备用于接收通过第二电性接口的第一电压信号及第二电压信号；上位机与数据采集设备连接，上位机用于接收数据采集设备发送的第一电压信号及第二电压信号。
[0019]在一实施例中，上位机还用于根据第二电压信号对第一电压信号进行校准操作，并根据校准操作后的第一电压信号获得待测物理量的测量结果。
[0020]在一实施例中，供电设备及数据采集设备与光传感解调模块一体连接。
[0021]本申请与现有技术相比的有益效果是：
[0022]本申请方案中，基于收发一体的光传感解调设备，采用同时采集参考信号的方法来降低光源强度波动产生的信号基线对传感精度的影响。具体的，本申请中的光传感解调模块可以同时采集传感信号及参考信号，并使用参考信号对传感信号进行校准，消除传感信号中由于光源功率波动产生的信号基线。同时，与通过上位机软件拟合去除信号基线的方法相比，本申请中大大减少了上位机的计算量，且可以实现实时去除基线。综上所述，本申请极大地提高了解调模块的精度，进一步的，极大地提高了强度调制型光纤传感器的测量精度。
附图说明
[0023]为了更清楚地说明本申请实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本申请的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他相关的附图。
[本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种光传感解调模块，其特征在于，包括：壳体；其中，所述壳体上设有第一光纤接口、第二光纤接口、第一电性接口及第二电性接口；功率控制模块，设于所述壳体内且与所述第一电性接口连接；发光模块，设于所述壳体内，与所述功率控制模块连接，所述发光模块用于接收所述功率控制模块发送的电信号，将其转换为光信号并发送所述光信号；其中，所述光信号包括前光信号及背光信号；背光探测模块，设于所述壳体内，与所述发光模块及所述功率控制模块连接，所述背光探测模块用于接收所述发光模块发送的背光信号，将其转换为背光电流发送至所述功率控制模块，以使所述功率控制模块根据所述背光电流控制所述发光模块的功率；分光模块，设于所述壳体内，与所述发光模块及所述第一光纤接口连接，所述分光模块用于接收所述发光模块发送的前光信号，将其分为第一光信号及第二光信号，并将所述第一光信号发送至所述第一光纤接口；信号控制模块，设于所述壳体内且与所述第二电性接口连接；第一探测模块，设于所述壳体内，与所述分光模块及所述信号控制模块连接，所述第一探测模块用于接收所述分光模块发送的第二光信号，将其转换为第二电信号并发送至所述信号控制模块；第二探测模块，设于所述壳体内，与所述第二光纤接口及所述信号控制模块连接，所述第二探测模块用于接收通过所述第二光纤接口的第一光信号，将其转换为第一电信号并发送至所述信号控制模块；其中，所述第二电信号用于对所述第一电信号进行校准。2.根据权利要求1所述的光传感解调模块，其特征在于，所述功率控制模块包括：稳压元件，与所述第一电性接口连接，所述稳压元件用于接收通过所述第一电性接口的电压，消除电压的波动，使所述电压稳定在设定范围内，并发送发光电流；控制元件，与所述稳压元件、所述发光模块及所述背光探测模块连接，所述控制元件用于接收所述稳压元件发送的发光电流及所述背光探测模块发送的背光电流；所述控制元件通过如下方式根据所述背光电流控制所述发光模块的功率：当监测到所述背光电流未减小时，所述控制元件将所述发光电流发送给所述发光模块；当监测到所述背光电流减小时，所述控制元件产生偏置电流，并将所述偏置电流及所述发光电流发送给所述发光模块。3.根据权利要求1所述的光传感解调模块，其特征在于，所述信号控制模块包括：转换元件，与所述第一探测模块及所述第二探测...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘晓海，姜天昊，
申请(专利权)人：欧梯恩智能科技苏州有限公司，
类型：发明
国别省市：