【技术实现步骤摘要】
本申请属于光纤传感器，尤其涉及一种光纤传感系统及监测方法。
技术介绍
1、光纤传感器是一种将被测对象的状态转变为可测的光信号的传感器。随着电子和通讯技术的成熟，光纤传感系统也就越来越普及，光纤传感系统的测量精度高，稳定性好，可以应用在桥梁、大坝、隧道、特殊建筑物的结构健康监测上。
2、然而，现有的光纤传感系统只能实现温度和压力单一测量，不利于提高测量效率。其原因在于，现有的光纤传感系统的一般是采用膜片式的微腔结构，而膜片式的微腔结构只能实现温度和压力单一测量，因此，现有光纤传感系统只能实现温度和压力单一测量，不利于提高测量效率。
技术实现思路
1、本申请实施例的目的在于提供一种光纤传感系统，旨在解决现有的光纤传感系统只能实现温度和压力单一测量，不利于提高测量效率的问题。
2、第一方面，本申请实施例提供了一种光纤传感系统，包括宽带光源和半导体激光器光源，所述光纤传感系统还包括光纤耦合器、光纤环行器、光电探测器、信号放大器以及解调模块；
3、所述光纤耦合器的第一入射端口和第二入射端口通过光纤熔接的方式分别连接所述宽带光源和所述半导体激光器光源，构成入射光路；
4、所述光纤耦合器的出射端口连接所述光纤环行器的第一端口，所述光纤环行器的第二端口连接纤芯刻写有第一光纤布拉格光栅及第二光纤布拉格光栅的光纤，构成出射光路；
5、所述光纤环行器的第三端口连接光电探测器的输入端，所述光电探测器的输出端连接所述信号放大器的输入端，所述信号放大
6、其中，所述入射光路用于持续引入所述宽带光源的光信号和所述半导体激光器光源的光信号；
7、其中，所述出射光路用于输出由所述宽带光源的光信号经过所述第一光纤布拉格光栅后产生的第一反射光信号，还用于输出由所述半导体激光器光源的光信号经过所述第一光纤布拉格光栅及所述第二光纤布拉格光栅构成的微腔结构后产生的第二反射光信号；
8、其中，所述解调电路用于接收所述第一反射光信号和所述第二反射光信号，对所述第一反射光信号和所述第二反射光信号进行去噪处理、第一次滤波处理以及信号放大处理，得到处理后的所述第一反射光信号和所述第二反射光信号，对处理后的所述第一反射光信号和所述第二反射光信号进行第二次滤波处理，得到所述反射谱信号和所述干涉拍频信号，根据所述反射光谱的波长变化获取温度值，根据所述干涉拍频信号的相位变化获取压力值，向预设的上位机发送所述温度值和所述压力值；
9、其中，所述反射谱信号为所述宽带光源的光信号经过所述第一光纤布拉格光栅后产生的反射谱的中心波长信号；
10、其中，所述干涉拍频信号为所述半导体激光器光源的光信号经过所述微腔结构干涉后产生的拍频信号。
11、作为一个可选的实施方式，在所述的光纤传感系统中，所述第一光纤布拉格光栅和所述第二光纤布拉格光栅通过级联的方式连接。
12、作为一个可选的实施方式，在所述的光纤传感系统中，所述光纤为单模光纤。
13、作为一个可选的实施方式，在所述的光纤传感系统中，所述光纤为单模石英光纤。
14、作为一个可选的实施方式，在所述的光纤传感系统中，所述的半导体激光器光源的中心波长为1550nm。
15、作为一个可选的实施方式，在所述的光纤传感系统中，所述第二次滤波处理为滑窗滤波处理。
16、作为一个可选的实施方式，所述光纤传感系统还包括：
17、连接所述半导体激光器，通过电流变化对所述半导体激光器的光源实现锯齿波调制的锯齿波调制器。
18、第二方面，本申请实施例提供了一种监测方法，应用于上述的光纤传感系统，所述监测方法包括:
19、通过所述入射光路持续引入所述宽带光源的光信号和所述半导体激光器光源的光信号；
20、通过所述出射光路向所述解调电路输出由所述宽带光源的光信号经过所述第一光纤布拉格光栅后产生的第一反射光信号，同时向所述解调电路输出由所述半导体激光器光源的光信号经过所述第一光纤布拉格光栅及所述第二光纤布拉格光栅构成的微腔结构后产生的第二反射光信号；
21、通过所述解调电路接收所述出射光路输出的所述第一反射光信号和所述第二反射光信号，对所述第一反射光信号和所述第二反射光信号进行去噪处理、第一次滤波处理以及信号放大处理，得到处理后的所述第一反射光信号和所述第二反射光信号，对处理后的所述第一反射光信号和所述第二反射光信号进行第二次滤波处理，得到所述反射谱信号和所述干涉拍频信号，根据所述反射光谱的波长变化获取温度值，根据所述干涉拍频信号的相位变化获取压力值，根据所述干涉拍频信号的相位变化获取压力值，对所述压力值进行温度补偿，得到温度补偿后的所述压力值，向所述上位机发送所述温度值和温度补偿后的所述压力值。
22、进一步地，在所述监测方法中，所述根据所述干涉拍频信号的相位变化获取压力值，包括：
23、通过预设的过零检测算法获取所述干涉拍频信号的相位变化，根据所述干涉拍频信号的相位变化获取压力值。
24、进一步地，在所述监测方法中，所述向预设的上位机发送所述温度值和温度补偿后的所述压力值，包括：
25、通过预设的网络模式连接所述上位机，向所述上位机发送所述温度值和温度补偿后的所述压力值，所述网络模式包括蓝牙网络模式、3g网络模式、4g网络模式、5g网络模式、wifi网络模式中的其中一种或其组合。
26、本申请实施例的有益效果在于两方面，一方面，光纤传感系统采用所述第一光纤布拉格光栅及所述第二光纤布拉格光栅构成的微腔结构替换膜片式的微腔结构，能同时测量温度和压力，有利于提高温度和压力的测量效率，另一方面，向预设的上位机发送所述温度值和所述压力值，扩展了温度值和压力值的共享模式，增强了光纤传感系统的智能化程度。
本文档来自技高网...【技术保护点】
1.一种光纤传感系统，包括宽带光源和半导体激光器光源，其特征在于，所述光纤传感系统还包括光纤耦合器、光纤环行器、光电探测器、信号放大器以及解调模块；
2.如权利要求1所述的光纤传感系统，其特征在于，所述第一光纤布拉格光栅和所述第二光纤布拉格光栅通过级联的方式连接。
3.如权利要求1所述的光纤传感系统，其特征在于，所述光纤为单模光纤。
4.如权利要求1所述的光纤传感系统，其特征在于，所述光纤为单模石英光纤。
5.如权利要求1所述的光纤传感系统，其特征在于，所述的半导体激光器光源的中心波长为1550nm。
6.如权利要求1所述的光纤传感系统，其特征在于，所述第二次滤波处理为滑窗滤波处理。
7.如权利要求1所述的光纤传感系统，其特征在于，所述光纤传感系统还包括：
8.一种监测方法，其特征在于，应用于权利要求1至7任一项所述的光纤传感系统，所述监测方法包括:
9.如权利要求8所述的监测方法，其特征在于，所述根据所述干涉拍频信号的相位变化获取压力值，包括：
10.如权利要求8所述的监
...【技术特征摘要】
1.一种光纤传感系统，包括宽带光源和半导体激光器光源，其特征在于，所述光纤传感系统还包括光纤耦合器、光纤环行器、光电探测器、信号放大器以及解调模块；
2.如权利要求1所述的光纤传感系统，其特征在于，所述第一光纤布拉格光栅和所述第二光纤布拉格光栅通过级联的方式连接。
3.如权利要求1所述的光纤传感系统，其特征在于，所述光纤为单模光纤。
4.如权利要求1所述的光纤传感系统，其特征在于，所述光纤为单模石英光纤。
5.如权利要求1所述的光纤传感系统，其特征在于，所述的半导体激光器光源的中心波长为...
【专利技术属性】
技术研发人员：王义平，白浪，何俊，徐锡镇，
申请(专利权)人：人工智能与数字经济广东省实验室深圳，
类型：发明
国别省市：
还没有人留言评论。发表了对其他浏览者有用的留言会获得科技券。