基于双波长微分交叉乘解调算法的温度快速测量系统技术方案

技术编号:43302372 阅读:19 留言:0更新日期:2024-11-12 16:17
本发明专利技术公开一种基于双波长微分交叉乘解调算法的温度快速测量系统,包括:激光单元,用于输出两个不同波长的激光信号并合并为一束激光信号;光学环形器,用于保持光信号的单向传输,将激光单元输出的光信号输入至光学干涉型温度探头,并接收光学干涉型温度探头返回的光信号后,将光信号输入至数据处理单元;光学干涉型温度探头,用于测量海水温度;数据处理单元,用于接收光信号,经处理后输出温度值。激光单元包括两个输出波长不同的激光支路,每个激光支路均包括一个窄带宽激光器和一个光学衰减器。本发明专利技术的有益效果是:具有简单的硬件结构,数据采集量小,可在几十kHz的高频采样率下进行温度测量,从而获得高时间分辨率的温度测量值。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及海洋传感,尤其涉及一种基于双波长微分交叉乘解调算法的温度快速测量系统


技术介绍

1、海洋湍流混合是海水混合的主要机制之一,在海水热量传输、水循环以及各种尺度上的海水溶解物质交换发挥着关键作用。通过温度快速测量传感器,获得海水温度随空间和时间的分布数据,是研究海洋湍流混合的重要方法。近年来,光学温度传感器因为其高测量精度、紧凑的传感探头结构、不受电磁干扰以及对腐蚀环境有一定抵抗力等优点而被广泛的应用于海水温度测量。然而,为了获得高时间频率的温度数据,不仅需要温度传感探头具有较短的热传导时间,还需要温度传感器的解调系统具有高数据采样频率。美国内布拉斯加大学林肯分校和斯坦尼斯航天中心海军研究实验室的han ming等人采用反应离子刻蚀技术将单晶硅片刻蚀为直径80μm,厚度200μm的硅柱,并粘于光纤端面制成法布里-珀罗干涉仪式的快速温度测量探头,采用扫描频率为6khz的快速光谱仪作为解调仪器,实现了温度的快速测量。该温度传感器具有0.5ms的温度响应时间常数。然而,快速光谱仪不仅具有低波长分辨率,而且每个温度点的解调都需要记录宽波段的干涉光谱数据本文档来自技高网...

【技术保护点】

1.一种基于双波长微分交叉乘解调算法的温度快速测量系统,其特征在于,包括:

2.如权利要求1所述的基于双波长微分交叉乘解调算法的温度快速测量系统,其特征在于,所述激光单元包括两个输出波长不同的激光支路,每个激光支路均包括一个窄带宽激光器,并根据所述窄带宽激光器的功率大小选择增加/不增加光学衰减器,还包括一个光学合束器,两个所述光学衰减器的输出端与所述光学合束器的输入端耦合,所述光学合束器的输出端与所述光学环形器的输入端耦合。

3.如权利要求1所述的基于双波长微分交叉乘解调算法的温度快速测量系统,其特征在于,所述数据处理单元包括依次耦合的双通道波分复用器、光电探测器...

【技术特征摘要】

1.一种基于双波长微分交叉乘解调算法的温度快速测量系统,其特征在于,包括:

2.如权利要求1所述的基于双波长微分交叉乘解调算法的温度快速测量系统,其特征在于,所述激光单元包括两个输出波长不同的激光支路,每个激光支路均包括一个窄带宽激光器,并根据所述窄带宽激光器的功率大小选择增加/不增加光学衰减器,还包括一个光学合束器,两个所述光学衰减器的输出端与所述光学合束器的输入端耦合,所述光学合束器的输出端与所述光学环形器的输入端耦合。

3.如权利要求1所述的基于双波长微分交叉乘解调算法的温度快速测量系统,其特征在于,所述数据处理单元包括依次耦合的双通道波分复用器、光电探测器和数据采集卡,还包括两个数据处理支路,每个所述数据处理支路均包括依次耦合的直流滤波器、微分器、乘法器、减法器和积分器,其中,所述数据采集卡的双路输出端分别与两个所述直流滤波器耦合。

4.如权利要求1所述的基于双波长微分交叉乘解调算法的温度快速测量系统,其特征在于,所述光学干涉型温度探头为反射式或传输式的光学干涉仪。

5.如权利要求1所述的基于双波长微分交叉乘解调算法的温度快速测量系统...

【专利技术属性】
技术研发人员:陆晨旭吴锜
申请(专利权)人:南方海洋科学与工程广东省实验室广州
类型:发明
国别省市:

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