一种温度自补偿式光纤光栅监测系统技术方案

本发明专利技术涉及一种温度自补偿式光纤光栅监测系统，包括检测系统，所述检测系统的内部包括有光路单元

【技术实现步骤摘要】
一种温度自补偿式光纤光栅监测系统


[0001]本专利技术涉及光纤传感
，具体为一种温度自补偿式光纤光栅监测系统
。

技术介绍

[0002]光纤光栅传感技术是随着光纤通信技术迅速发展起来的一种以光为载体
、
光纤为感知媒质和传输信号的新型传感技术
。
其除了具有与光纤相同的抗电磁干扰
、
耐腐蚀
、
耐高温
、
重量轻等优点外，还具有尺寸小
、
结构简单
、
抗干扰能力强
、
易组网等特殊优势
。
光纤光栅传感器可测量多种物理量，如温度
、
应变
、
应力
、
位移
、
加速度等，在航空船舶领域
、
电力系统
、
石油工业和土木工程中取得了广泛的应用
。
[0003]但是，将光纤光栅应用于应变
、
应力
、
位移
、
沉降
、
加速度等参量的测量时，它的波长会随环境温度的变化发生飘移，并且温度特性还受附着材料的严重影响
。
为此人们提出了多种光纤光栅温度补偿方案，但大部分方案结构复杂
。
另一方面，在许多场合需要同时监测不同空间点的参数时，还要对每个测试点进行温度补偿
。
[0004]因此急需一种结构简单
、
测量准确
、
可免去传统光纤光栅传感器中温度补偿传感器的使用，大大减少光纤光栅的使用量
、
降低成本，同时可以满足长期稳定实时的监测的光纤光栅监测系统
。

技术实现思路

[0005]本专利技术为了解决现有技术的问题，提供了一种温度自补偿式光纤光栅监测系统
。
[0006]为了解决上述技术问题，本专利技术是通过以下技术方案实现的：一种温度自补偿式光纤光栅监测系统，包括检测系统，所述检测系统的内部包括有光路单元
、
电路单元
、
传感器单元与解调单元，所述光路单元的内部包括有子集一与子集二，所述电路单元的内部包括有光电探测电路与采集电路，所述传感器单元的内部包括有光纤光栅传感器与传感光纤，所述解调单元的内部包括有计算机与嵌入式处理器，所述光路单元与电路单元通过电性连接，所述光路单元与传感器单元通过电性连接，所述电路单元与解调单元通过电性连接
。
[0007]优选的，所述子集一的内部包括有分布式光纤测温光源
、
光路模块
、
光纤光栅光源
、
光放大器与波分复用器，所述子集二的内部包括有光纤光栅光源
、
光放大器与波分复用器，所述光路单元采用子集一与子集二两项中的任意一项
。
[0008]优选的，所述检测系统与光路单元进行电性连接，所述光路单元与传感器单元进行电性连接，所述检测系统与电路单元进行电性连接
。
[0009]优选的，所述光纤光栅传感器通过传感光纤进行串联且进行数据传输连接
。
[0010]优选的，所述光电探测电路的输出端与采集电路进行数据传输连接，所述采集电路的输出端与解调单元进行数据传输连接
。
[0011]优选的，所述解调单元采用计算机与嵌入式处理器两项中的任意一项或两项
[0012]本专利技术的有益效果为：
[0013]本专利技术本专利技术用一套解调系统即完成了光纤光栅系统应用于应变
、
应力
、
位移
、
沉降
、
加速度等参量的测量和光纤每一位置的温度测量，实现对每一个光纤光栅传感器的温度补偿；该系统只需使用一根光纤即可完成物理值测量和温度补偿；相较于现有技术通常是在每一个或是几个光纤光栅传感器后放置一个光纤光栅温度传感器作为补偿的方式，大大减少了系统所用光纤光栅传感器数量，同时降低了解调的难度和系统复杂度
。
附图说明
[0014]图1是本专利技术的整体系统结构示意图
。
[0015]图2是本专利技术的光路单元内部结构示意图
。
[0016]图3是本专利技术的电路单元内部结构示意图
。
[0017]图4是本专利技术的传感器单元内部结构示意图
。
[0018]图5是本专利技术的解调单元内部结构示意图
。
[0019]图6是本专利技术的电路单元与解调单元连接结构示意图
。
[0020]图7是本专利技术的光纤光栅传感器与传感光纤连接结构示意图
。
[0021]图8是本专利技术的实施例一的光路单元系统连接结构示意图
。
[0022]图9是本专利技术的实施例二的光路单元系统连接结构示意图
。
[0023]图1至图9中：
1、
检测系统；
2、
光路单元；
21、
子集一；
22、
子集二；
23、
分布式光纤测温光源；
24、
光路模块；
25、
光纤光栅光源；
26、
光放大器；
27、
波分复用器；
3、
电路单元；
31、
光电探测电路；
32、
采集电路；
4、
传感器单元；
41、
光纤光栅传感器；
42、
传感光纤；
5、
解调单元；
51、
计算机；
52、
嵌入式处理器
。
具体实施方式
[0024]实施例一；如图1至图8所示的一种温度自补偿式光纤光栅监测系统，包括检测系统1，检测系统1的内部包括有光路单元
2、
电路单元
3、
传感器单元4与解调单元5，光路单元2的内部包括有子集一
21
与子集二
22
，电路单元3的内部包括有光电探测电路
31
与采集电路
32
，传感器单元4的内部包括有光纤光栅传感器
41
与传感光纤
42
，解调单元5的内部包括有计算机
51
与嵌入式处理器
52
，光路单元2与电路单元3通过电性连接，光路单元2与传感器单元4通过电性连接，电路单元3与解调单元5通过电性连接
。
[0025]激光源分为两部分：其中波长可调光源发出波长周期性可调光，用以解调光纤光栅传感器
41
的波长，它经过光路模块
24
的1端进入光路系统；分布式光纤测温光源
23
及光放大器
26
发出脉冲光并经过放大，用以解调传感光纤
42
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【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.
一种温度自补偿式光纤光栅监测系统，包括检测系统
(1)
，其特征在于：所述检测系统
(1)
的内部包括有光路单元
(2)、
电路单元
(3)、
传感器单元
(4)
与解调单元
(5)
，所述光路单元
(2)
的内部包括有子集一
(21)
与子集二
(22)
，所述电路单元
(3)
的内部包括有光电探测电路
(31)
与采集电路
(32)
，所述传感器单元
(4)
的内部包括有光纤光栅传感器
(41)
与传感光纤
(42)
，所述解调单元
(5)
的内部包括有计算机
(51)
与嵌入式处理器
(52)
，所述光路单元
(2)
与电路单元
(3)
通过电性连接，所述光路单元
(2)
与传感器单元
(4)
通过电性连接，所述电路单元
(3)
与解调单元
(5)
通过电性连接
。2.
根据权利要求1所述的一种温度自补偿式光纤光栅监测系统，其特征在于：所述子集一
(21)
的内部包括有分布式光纤测温光源
(23)、
光路模块
(24)、
光纤光栅光源
(25)、
光放大器
(26)
与波分复用器
...

【专利技术属性】
技术研发人员：黄湘平，郭晓铨，王得铨，李鹏广，
申请(专利权)人：北京菲博泰光电科技有限公司，
类型：发明
国别省市：