一种多点串联分布式光纤位移传感器制造技术

本发明专利技术公开了一种多点串联分布式光纤位移传感器，涉及传感器技术领域，包含多个串联分布式连接的光纤位移传感器，所述光纤位移传感器包含光源驱动电路、光源、光信号探测模块、光电转换模块、窄带带通滤波电路、交直流转换模块、A/D转换模块、控制器模块、显示模块、存储器模块、时钟模块、数据传输模块和电源模块，所述光信号探测模块包含发射光纤和接收光纤；所述光源上连接有光源驱动器，用于驱动提供光源，采用发射光纤和接收光纤同轴多层排列的方式以及参考光路和信号光路双光路，增加了光纤传感器的灵敏度以及分辨率，提高了光纤传感器的性能。的性能。的性能。

【技术实现步骤摘要】
一种多点串联分布式光纤位移传感器


[0001]本专利技术涉及传感器
，尤其涉及一种多点串联分布式光纤位移传感器。

技术介绍

[0002]光纤传感器是20世纪70年代中期发展起来的一种新型传感器，它是光纤和光通讯技术迅速发展的产物。
[0003]具有1)抗电磁干扰、电绝缘、耐一腐蚀、本质安全、化学稳定性好，总的来说就是环境适应性强；
[0004]2)灵敏度高；
[0005]3)重量轻、体积小、可挠曲；
[0006]4)测量对象广泛；
[0007]5)对被测介质影响小，可用于航空航天的复合材料中，可以实现非接触、非破环性的测量；
[0008]6)便于复用和成网；
[0009]7)综合性价比高；
[0010]8)信号处理相对来说简便等优点，
[0011]但是虽然光纤位移传感在通信、城市建设、能源行业和航天工业中也有着很大的发展潜力，其价格低廉，但是其智能化以及精度和分辨率、光信号的补偿以及恶劣环境下适用的光纤传感器仍存在很大问题。这也是光纤传感技术的主要发展方向，归结如下；(1)提高分布式传感器的分辨率，灵敏度，并且能够设计出复杂的光纤传感器网络；(2)新型传感技术和传感材料的开发以及智能化传感器的开发；(3)在恶劣环境下实现低成本传感器和传感网络的开发，实现多种传感器的融合；(4)光纤信号的补偿方法的研究，这也是目前研究的热点问题。
[0012]目前的光纤位移传感器通常采用石英光纤，但石英光纤存在不耐弯折、使用寿命较短的问题。石英光纤中又以光纤布拉格光栅较为常见，一般通过分析光信号的布拉格波长变化来获取目标位移参数信息，但是后续需通过光谱仪或光纤光栅解调仪等设备进行解调，存在生产成本较高的问题，另外整个检测装置的体积较大，使用场景也受限。

技术实现思路

[0013]本专利技术所要解决的技术问题是针对
技术介绍
的不足提供一种多点串联分布式光纤位移传感器，采用发射光纤和接收光纤同轴多层排列的方式以及参考光路和信号光路双光路，增加了光纤传感器的灵敏度以及分辨率，提高了光纤传感器的性能。
[0014]本专利技术为解决上述技术问题采用以下技术方案：
[0015]一种多点串联分布式光纤位移传感器，包含多个串联分布式连接的光纤位移传感器，所述光纤位移传感器包含光源驱动电路、光源、光信号探测模块、光电转换模块、窄带带通滤波电路、交直流转换模块、A/D转换模块、控制器模块、显示模块、存储器模块、时钟模
块、数据传输模块和电源模块，所述光信号探测模块包含发射光纤和接收光纤；
[0016]所述光源上连接有光源驱动器，用于驱动提供光源；
[0017]所述光源与发射光纤连接，所述接收光纤的输出端连接至光电探测器的输入端，所述光电探测器输出端连接至窄带带通滤波电路的输入端，所述窄带带通滤波电路输出端连接至交直流转换模块的输入端，所述交直流转换模块输出端连接至A/D转换模块的输入端，所述A/D转换模块的输出端连接控制器模块的输入端，所述显示模块、存储器模块、时钟模块、数据传输模块和电源模块分别与控制器模块连接。
[0018]作为本专利技术一种多点串联分布式光纤位移传感器的进一步优选方案，所述发射光纤和接收光纤均为多模光纤，接收光纤以发射光纤以中心分布在发射光纤周围，组成同轴多层结构。
[0019]作为本专利技术一种多点串联分布式光纤位移传感器的进一步优选方案，所述光信号探测模块还包含两个光电探测器，分别用于参考光路和信号光路的光探测，所述两个光电探测器输出端经过差动放大模块之后接入窄带带通滤波模块。
[0020]作为本专利技术一种多点串联分布式光纤位移传感器的进一步优选方案，所述交直流转换电路包括交流电源，所述交流电源与一个共模电感T1的两个交流输入端相连接，所述共模电感T1与一个整流桥D1相连接，所述整流桥D1的两个直流输出端分别与直流电压正极输出端UDC+和直流电压负极输出端UDC
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相连接，所述整流桥D1的两个直流输出端之间还具有四个用于整流稳压的电容；所述交流电源的正极输出端UAC+与所述共模电感T1的初级线圈L1相连接，所述交流电源的负极输出端UAC
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与所述共模电感T1的次级线圈L2相连接；所述共模电感T1的初级线圈L1和次级线圈L2分别与所述整流桥D1的第一交流输入端A1和第二交流输入端A2相连接；所述整流桥D1的第一直流输出端B1和第二直流输出端B2分别接直流电压正极输出端UDC+和直流电压负极输出端UDC
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；所述整流桥D1的第一直流输出端B1还分别接电容C3的正极和电容C4的正极，所述电容C3的负极分别接电容C11的正极、电容C4的负极和电容C33的正极。
[0021]作为本专利技术一种多点串联分布式光纤位移传感器的进一步优选方案，所述电源模块包含芯片U1、电源B1、电容C1、电容C2、电感L1、稳压二极管D1；其中，芯片U1的引脚1分别与电源B1的正极、电容C1的一端，电源B1的负极接地，电容C1的另一端接地，芯片U1的引脚3接地，芯片U1的引脚5接地，芯片U1的引脚2分别与稳压二极管D1的负极、电感L1的一端，稳压二极管的正极接地，电感L1的另一端分别与电容C2的一端、芯片U1的引脚4以及Output输出端连接，电容C2的另一端接地。
[0022]作为本专利技术一种多点串联分布式光纤位移传感器的进一步优选方案，所述单片机控制模块包含芯片U2、电容C3、电容C4、电容C5、晶振X1、开关S1、电阻R1、电阻R2、电阻R3、电阻R4；其中，电容C3的一端分别与晶振X1的一端、芯片U2的引脚19连接，晶振X1的另一端分别与电容C4的一端、芯片U2的引脚18连接，电容C3的另一端接地，电容C4的另一端接地，电阻R5的一端分别与电容C5的一端、开关S1的一端、芯片U2的引脚9连接，电阻R5的另一端接地，电容C5的另一端分别与VCC端、开关S1的另一端连接，电阻R1的一端与芯片U2的引脚39连接，电阻R1的另一端与VCC端连接，电阻R2的一端与芯片U2的引脚38连接，电阻R2的另一端与VCC端连接，电阻R3的一端与芯片U2的引脚37连接，电阻R3的另一端与VCC端连接，电阻R4的一端与芯片U2的引脚36连接，电阻R4的另一端与VCC端连接。
[0023]作为本专利技术一种多点串联分布式光纤位移传感器的进一步优选方案，所述窄带带通滤波电路包括T型高通滤波器，以及与该T型高通滤波器串联的发夹线共振腔；所述T型高通滤波器包括第一电容、第二电容、第三电容、第四电容和第一电感，所述第一电容、第二电容、第三电容依次串联，所述第一电感的一端连接在第一电容和第二电容之间，所述第一电感的另一端接地；所述第四电容的一端连接在第二电容和第三电容之间，所述第四电容的另一端通过第二电感接地。
[0024]作为本专利技术一种多点串联分布式光纤位移传感器的进一步优选方案，所述据存储模块选用Micron公司4Gbit容量DDR3
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SDRAM存储芯片MT41J256M16HA<本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种多点串联分布式光纤位移传感器，其特征在于：包含多个串联分布式连接的光纤位移传感器，所述光纤位移传感器包含光源驱动电路、光源、光信号探测模块、光电转换模块、窄带带通滤波电路、交直流转换模块、A/D转换模块、控制器模块、显示模块、存储器模块、时钟模块、数据传输模块和电源模块，所述光信号探测模块包含发射光纤和接收光纤；所述光源上连接有光源驱动器，用于驱动提供光源；所述光源与发射光纤连接，所述接收光纤的输出端连接至光电探测器的输入端，所述光电探测器输出端连接至窄带带通滤波电路的输入端，所述窄带带通滤波电路输出端连接至交直流转换模块的输入端，所述交直流转换模块输出端连接至A/D转换模块的输入端，所述A/D转换模块的输出端连接控制器模块的输入端，所述显示模块、存储器模块、时钟模块、数据传输模块和电源模块分别与控制器模块连接。2.根据权利要求1所述的一种多点串联分布式光纤位移传感器，其特征在于：所述发射光纤和接收光纤均为多模光纤，接收光纤以发射光纤以中心分布在发射光纤周围，组成同轴多层结构。3.根据权利要求1所述的一种多点串联分布式光纤位移传感器，其特征在于：所述光信号探测模块还包含两个光电探测器，分别用于参考光路和信号光路的光探测，所述两个光电探测器输出端经过差动放大模块之后接入窄带带通滤波模块。4.根据权利要求1所述的一种多点串联分布式光纤位移传感器，其特征在于：所述交直流转换电路包括交流电源，所述交流电源与一个共模电感T1的两个交流输入端相连接，所述共模电感T1与一个整流桥D1相连接，所述整流桥D1的两个直流输出端分别与直流电压正极输出端UDC+和直流电压负极输出端UDC
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相连接，所述整流桥D1的两个直流输出端之间还具有四个用于整流稳压的电容；所述交流电源的正极输出端UAC+与所述共模电感T1的初级线圈L1相连接，所述交流电源的负极输出端UAC
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与所述共模电感T1的次级线圈L2相连接；所述共模电感T1的初级线圈L1和次级线圈L2分别与所述整流桥D1的第一交流输入端A1和第二交流输入端A2相连接；所述整流桥D1的第一直流输出端B1和第二直流输出端B2分别接直流电压正极输出端UDC+和直流电压负极输出端UDC
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；所述整流桥D1的第一直流输出端B1还分别接电容C3的正极和电容C4的正极，所述电容C3的负极分别接电容C11的正极、电容C4的负极和电容C33的正极。5.根据权利要求1所述的一种多点串联分布式光纤位移传感器，其特征在于：所述电源模块包含芯片U1、电源B1、电容C1、电容C2、电感L1、稳压二极管D1；其中，芯片U1的引脚1分别与电源B1的正极、电容C1的一端，电源B1的负极接地，电容C1的另一端接地，芯片U1的引脚3接地，芯片U1的引...

【专利技术属性】
技术研发人员：方玄，谢永宏，陆骁旻，李行，熊伟，林子超，周晓冬，
申请(专利权)人：南京森特智能科技有限公司，
类型：发明
国别省市：